Glas methylen wrth liwio tecstilau a phapur: Basic Blue 9 yn y lliwdy

Treuliodd glas methylen bymtheng mlynedd fel llifyn masnachol cyn i neb ei roi i glaf. Fe'i syntheseiddiwyd gan Heinrich Caro yn BASF yn 1876 fel llifyn tecstilau, ac mae hanes BASF ei hun a'r American Chemical Society ill dau yn ei ddisgrifio fel llifyn a wnaed ar gyfer cotwm. Daeth gwaith staenio meddygol Koch tua 1880, a'r triniaethau malaria yn 1891 yn ddiweddarach fyth. Dechreuodd popeth arall y daeth y cyfansoddyn i fod — staen, dangosydd, cyffur — gyda chofnod mewn catalog llifynnau.

Y cofnod hwnnw yw'r ffordd gywir o ddeall y sylwedd mewn cyd-destun diwydiannol o hyd. Yn iaith y lliwdy, nid methylthioninium clorid ydyw. Basic Blue 9 ydyw.

Un cyfansoddyn, dwy system rifo

Mae'r Colour Index yn nodi pob llifyn masnachol ddwywaith. Mae'r Enw Generig yn disgrifio sut y caiff ei ddefnyddio; mae'r Rhif Cyfansoddiad yn disgrifio ei strwythur cemegol. Mae gan las methylen yr Enw Generig C.I. Basic Blue 9 a'r Rhif Cyfansoddiad C.I. 52015, sy'n ei osod yn y dosbarth thiasin sy'n meddiannu'r rhifau 52000 i 52999, fel y mae disgrifiad diweddar o'r Colour Index yn cadarnhau, gan ddefnyddio glas methylen fel ei enghraifft fanwl.

Y cemeg y tu ôl i'r rhifau yw'r catïon ffenothiasin wedi'i baru â chlorid: y fformiwla anhydrus C16H18ClN3S ar tua 319.9 g/mol gyda CAS 61-73-4, a'r trihydrad masnachol cyffredin ar tua 373.9 g/mol gyda CAS 7220-79-3. Mae'r halen masnachol yn ffurfio crisialau gwyrdd tywyll â llewyrch efydd sy'n hydoddi i ffurfio hydoddiant glas dwfn, ac mae hydoddiant 1 y cant o'r trihydrad ar pH 3 i 4.5 yn ôl PubChem ac adolygiad diweddar o briodweddau moleciwlaidd. Dylai unrhyw un sy'n prynu fesul drwm wirio pa rif CAS sydd ar y label, oherwydd mae cilogram o drihydrad yn cynnwys tua 15 y cant yn llai o gromoffor na chilogram o halen anhydrus. Mae'n werth penderfynu beth yn union sy'n cael ei bwyso cyn gwneud unrhyw gyfrifiad lliwio.

Y cysyniad rhwymo: catïon yn chwilio am anionau

Llifynnau catïonig yw llifynnau basig. Mewn hydoddiant, mae gwefr bositif ar y rhywogaeth liwiedig, felly mae'n rhwymo'n fwyaf naturiol wrth ffibrau sy'n cynnig safleoedd anionig. Mae'r un ffaith hon yn rhagweld bron y cyfan o'r patrwm defnydd.

Ffibr acrylig yw'r swbstrad clasurol. Fel arfer mae ganddo grwpiau carbocsylad neu sylffonad, ac mae'r atyniad ïonig rhwng y safleoedd hynny a chatïon y llifyn yn rhoi affinedd rhwymo cryf, fel y disgrifir mewn astudiaethau o liwio acrylig yn gatïonig drwy ddulliau confensiynol a chemeg ffibrau acrylig. Mae gwlân a sidan hefyd yn amsugno llifynnau basig yn uniongyrchol mewn safleoedd â gwefr negatif ac yn rhoi arlliwiau llachar, er bod cyfeirlyfrau tecstilau yn rhybuddio bod y llifynnau basig hŷn ar y ffibrau hyn yn gyffredinol yn dangos sefydlogrwydd gwael i olau, pwynt a grynhoir mewn gwerslyfr agored ar liwio tecstilau.

Cotwm yw'r eithriad pwysig. Nid oes gan seliwlos heb ei drin lawer o affinedd â llifynnau basig traddodiadol, a dyna'n union pam roedd angen cymorth ar "lifyn ar gyfer cotwm" Caro. Yn hanesyddol, defnyddid asid tannig fel mordant ar y cotwm, a sefydlogid hwnnw'n gyffredin ag emetig tartar (tartrad antimoni potasiwm), gan gynhyrchu cymhlygyn tannin-llifyn anhydawdd ar y ffibr. Mae llawlyfr lliwio cotwm o'r cyfnod yn amlinellu'r tri cham — trin â thannin, sefydlogi, yna lliwio — yn The Dyeing of Cotton Fabrics. Mae angen amod tebyg ar neilon cyffredin: swbstrad ar gyfer llifynnau asid ydyw yn bennaf, a dim ond neilon sydd wedi'i addasu'n fwriadol â grwpiau sylffonad, a werthir fel neilon y gellir ei liwio'n gatïonig ac a ddisgrifir mewn gwaith fel US6312805B1, sy'n amsugno llifynnau basig yn gryf.

Felly mae'r crynodeb o'r ffibrau yn gryno. Cotwm â mordant tannin am resymau hanesyddol; gwlân a sidan yn uniongyrchol ond gyda lliw sy'n pylu'n hawdd; acrylig fel y swbstrad modern sy'n naturiol addas yn gemegol; neilon cyffredin yn anaddas gan mwyaf.

Llachar, ond yn pylu'n hawdd

Nid rhoi'r lliw ar y deunydd oedd y gwendid erioed. Ei gadw yno oedd y broblem. Mesurodd astudiaeth yn 2019, a liwiodd gotwm, sidan a gwlân yn uniongyrchol â thrihydrad glas methylen, sgôr sefydlogrwydd i olau o 1, gwaelod y raddfa, ar bob un o'r tri ffibr o dan ISO 105-B02. Dim ond ar ôl ôl-driniaeth â smectit y gwellodd y gallu i gadw'r lliw, fel yr adroddwyd yn RSC Advances. Mae'r llenyddiaeth hŷn yn dweud yr un peth yn iaith y cyfnod: mae llawer o liwiau basig yn pylu wrth ddod i gysylltiad â golau, fel y cofnodir yn erthygl Encyclopaedia Britannica 1911 ar liwio.

Mae cemeg y baddon yn ychwanegu ail rybudd. Fel arfer defnyddir llifynnau basig o dan amodau niwtral i ychydig yn asidig, ac mae alcali cryf yn benodol yn niweidiol i las methylen: mewn alcali dyfrllyd 0.1 M mae'n hydrolysu'n bennaf i fioled methylen Bernthsen, cynnyrch lipoffilig â lliw cryf, yn hytrach na pharhau'n ddigyfnewid, yn ôl astudiaeth ar effaith alcali ar las methylen. Felly gall gweddillion o broses sgwrio alcalïaidd yn y deunydd, neu ôl-driniaeth alcalïaidd, newid yr arlliw am resymau cemegol nad oes ganddynt ddim i'w wneud â sefydlogi'r llifyn. Mae'r cylchu rhydocs y tu ôl i'r newidiadau lliw yn bwnc ar wahân, ond mae'r rheol ymarferol yn syml: cadwch y baddon rhag bod yn gryf alcalïaidd.

Papur, inc a chopïau carbon

Mae lliwio papur wedi'i ddogfennu fel defnydd masnachol cyfredol. Mae cyflenwr Basic Blue 9 yn rhestru papur ochr yn ochr â lliwio sidan, cywarch, pren a bambŵ, yn ogystal â chynhyrchu inc a phigmentau lac, yn ei daflen defnyddiau'r cynnyrch. Mae gan inc sail ddogfennol gryfach: arferai India gynnal safon benodol, IS 2230:1962 ar gyfer llifyn glas methylen i'r diwydiant inc. Mae hon bellach wedi'i thynnu'n ôl ond fe'i cofnodwyd yn adroddiad blynyddol BIS ar gyfer 1962 i 1963 ac mae wedi'i chatalogio fel safon a dynnwyd yn ôl.

Mae papur carbon ar gofnod hefyd. Mae patent o'r Unol Daleithiau yn 1933 ar gyfer haenau ar bapur carbon yn disgrifio inciau olew a chwyr sy'n cynnwys llifynnau anilin, gan gynnwys glas methylen, yn US1925235A. A chanfu astudiaeth gwyddor treftadaeth yn 2024 o bensiliau copïo glas hanesyddol fod glas methylen ymhlith y lliwyddion mwyaf cyffredin, gan ddogfennu'n union yr ymddygiad y byddai lliwdy yn ei ragweld: sensitifrwydd difrifol i olau a thuedd i'r lliw ledaenu wrth wlychu. Cyhoeddwyd yr astudiaeth yn npj Heritage Science. Yr un cemeg sydd yn y pensil a gynhyrchai gopïau llachar ac a bylu yng ngolau'r haul ag sydd yn y cotwm a liwid yn llachar ac a bylu yn y ffenestr.

Tair gradd, tair cyfundrefn fanyleb

Dyma'r gymhariaeth bwysicaf, oherwydd mae'r un enw yn cwmpasu deunyddiau a wneir i fanylebau anghydnaws. Nid camau ar un ysgol burdeb yw gradd tecstilau, staen biolegol a gradd fferyllol. Atebion i gwestiynau gwahanol ydynt.

Mae dau gamddealltwriaeth yn y tabl yn haeddu pwyslais. Yn gyntaf, nid yw llifyn tecstilau "100 y cant" yn gromoffor pur 100 y cant; mae ISO 105-Z10 yn diffinio cryfder mewn perthynas â llifyn cyfeirio. Yn ail, nid deunydd fferyllol a fethodd ei brawf yw staen ardystiedig â chynnwys llifyn o 82 y cant; llwyddodd mewn prawf gwahanol. Dangosir yr ochr fferyllol gan adroddiad datblygu proses a gadwodd gyfanswm y metelau o dan 20 ppm, Azure B o dan 2 y cant ac amhureddau eraill o dan 0.5 y cant. Mae'r ffigurau hyn yn disgrifio'r broses honno yn astudiaeth gyhoeddedig Proveblue, nid manyleb gyffredinol ar gyfer tecstilau. A'r rheswm y mae Azure B yn cael ei safon gyfeirio ei hun yw ei fod yn brif amhuredd dadfethyleiddio ac yn fetabolyn gweithredol yn ffarmacolegol ynddo'i hun, stori a drafodir yn yr ymchwil ar Azure B.

Ar gyfer lliwdy, mae'r gwiriadau ymarferol ar ddeunydd sy'n dod i mewn yn dilyn o'r golofn chwith: arlliw yn erbyn safon, cryfder cymharol, hydoddedd a deunydd anhydawdd, lleithder, a chysondeb rhwng sypiau. Nid oes dim yn y rhestr honno sy'n gwneud y drwm yn addas i'r labordy, heb sôn am ei fwyta neu ei yfed.

Sut i ddarllen taflen ddata Basic Blue 9

Mae taflen ddata dechnegol nodweddiadol yn rhestru pedwar rhif, ac mae pob un yn ateb cwestiwn gwahanol. Mae cryfder, a fynegir fel canran yn erbyn swp cyfeirio'r cyflenwr, yn dweud wrth y lliwiwr faint o lifyn i'w bwyso ar gyfer dyfnder lliw targed; mae angen tua 5 y cant yn llai o bwysau na'r safon ar gyfer swp â chryfder o 105 y cant. Cynnwys llifyn, pan gaiff ei nodi, yw cyfran gemegol y cromoffor gwirioneddol, ac mae bob amser yn is nag y mae'r ffigur cryfder yn ei awgrymu oherwydd bod powdr masnachol yn cynnwys lleithder a gwanedyddion. Mae deunydd anhydawdd mewn dŵr, sydd wedi'i gyfyngu i lefelau fel 1.5 y cant, yn rhagweld brychau a hidlyddion yn tagu yn hytrach nag arlliw. Mae lleithder yn cwblhau'r darlun, ac mae'n rhyngweithio â'r cwestiwn am hydradau: mae'r trihydrad yn cynnwys tri moleciwl o ddŵr crisialu, felly mae cilo ohono yn cynnwys tua chwe seithfed o'r cromoffor sydd mewn cilo o halen anhydrus. Bydd rysáit a ysgrifennwyd ar gyfer un hydrad ond a bwyswyd gan ddefnyddio'r llall yn methu ei ddyfnder lliw o'r gyfran honno cyn i'r deunydd fynd i mewn i'r baddon hyd yn oed.

Nodyn ar elifiant

Mae gan las methylen liw dwys ac mae'n hawdd ei olrhain drwy sbectroffotometreg, gydag astudiaethau arsugniad fel arfer yn olrhain ei amsugnedd yn y sbectrwm gweladwy tua 663 i 665 nm, fel mewn astudiaeth bioarsugniad ac astudiaeth arsugniad hydrogel. Gwnaeth yr hwylustod hwnnw ef yn llifyn catïonig model ymchwil dŵr gwastraff: mae adolygiad mawr yn y Journal of Hazardous Materials yn arolygu sut y caiff ei dynnu drwy arsugniad ar ddeunyddiau cost isel, gan gwmpasu elifiant tecstilau, papur ac argraffu.

Mae dwy ochr i'w statws fel model. Nid yw'r nifer fawr o bapurau ar arsugniad yn profi bod glas methylen ei hun yn un o'r prif lygryddion tecstilau modern; mae'n profi bod y cyfansoddyn yn gynrychiolydd hwylus ar gyfer llifynnau catïonig yn gyffredinol. Darllenwch honiadau am elifiant gan gadw'r gwahaniaeth hwnnw mewn cof.

Yr enw yw'r rhybudd

Basic Blue 9, C.I. 52015, methylthioninium clorid: tri enw ar un cromoffor, a werthir o dan o leiaf dair cyfundrefn fanyleb. Ni ofynnwyd erioed i'r deunydd tecstilau a wnaeth Caro ar gyfer cotwm fod yn addas i'w lyncu, ac ni all unrhyw dystysgrif a ysgrifennwyd ar gyfer arlliw a chryfder ei wneud yn addas. Pan fydd yr un enw ar y drwm yn ymddangos ar silff labordy, y fanyleb, nid y lliw, sy'n dweud wrthych beth sydd gennych.