Текстилди жана кагазды боёодогу метилен көгү: боёо цехиндеги Basic Blue 9

Метилен көгү бейтапка биринчи жолу берилгенге чейин он беш жыл коммерциялык боёк катары колдонулган. Генрих Каро аны 1876-жылы BASFте текстилдик боёк катары синтездеген. BASFтин өз тарыхында да, Америка химиялык коомунун материалында да ал пахта үчүн жасалган боёк катары сүрөттөлөт. Кохтун медицинада боёо боюнча иштери болжол менен 1880-жылы, ал эми безгекти дарылоодо колдонуу андан да кийин, 1891-жылы башталган. Бул кошулманын кийинки бардык ролдору — биологиялык боёк, индикатор, дары — боёктор каталогундагы бир жазуудан башталган.

Өнөр жай шартында бул затты түшүнүүнүн туура жолу азыр да ошол каталогдук жазууга таянат. Боёо цехинин тилинде ал метилтиониний хлориди эмес. Ал — Basic Blue 9.

Бир кошулма, эки номерлөө системасы

Colour Index ар бир коммерциялык боёкту эки белгилөө менен аныктайт. Жалпы аталышы колдонуу тармагын жана ыкмасын, ал эми түзүлүш номери химиялык түзүлүшүн сүрөттөйт. Метилен көгүнүн жалпы аталышы C.I. Basic Blue 9, түзүлүш номери C.I. 52015 болуп, аны 52000дөн 52999га чейинки номерлерди камтыган тиазиндер классына киргизет. Муну метилен көгүн мисал катары талдаган Colour Index тууралуу жакында жарыяланган баяндама да ырастайт.

Бул номерлердин артындагы химия — хлорид менен жупташкан фенотиазин катиону: суусуз түрүнүн формуласы C16H18ClN3S, молдук массасы болжол менен 319.9 g/mol жана CAS номери 61-73-4; кеңири сатылуучу тригидраттын молдук массасы болжол менен 373.9 g/mol жана CAS номери 7220-79-3. Коммерциялык туз коло сымал жалтыраган кочкул жашыл кристаллдарды түзөт жана эригенде каныккан көк эритме берет. PubChem жана молекулалык касиеттер тууралуу жакындагы серепке ылайык, тригидраттын 1 пайыздык эритмесинин pH көрсөткүчү 3төн 4.5ке чейин болот. Бочка менен сатып алган адам этикеткада кайсы CAS номери көрсөтүлгөнүн текшериши керек, анткени бир килограмм тригидратта бир килограмм суусуз тузга караганда болжол менен 15 пайыз аз хромофор бар. Боёо боюнча кандайдыр бир эсеп жүргүзүүдөн мурда так эмне таразага тартылып жатканын аныктап алуу маанилүү.

Байланышуунун маңызы: аниондорду издеген катион

Негиздик боёктор — катиондук боёктор. Эритмеде түс берүүчү бөлүкчө оң заряд алып жүрөт, ошондуктан ал аниондук байланышуу орундарын сунуштаган булаларга эң оңой байланышат. Ушул бир эле факт анын колдонулушунун дээрлик бүтүндөй үлгүсүн алдын ала түшүндүрөт.

Акрил буласы — окуу китептериндеги типтүү субстрат. Анда адатта карбоксилат же сульфонат топтору болот. Бул орундар менен боёк катионунун ортосундагы иондук тартылуу боёктун булага күчтүү жакындыгын камсыздайт. Бул акрилди кадимки катиондук боёо жана акрил булаларынын химиясы тууралуу изилдөөлөрдө сүрөттөлгөн. Жүн менен жибек да негиздик боёкторду терс заряддуу орундарда түздөн-түз сиңирип, ачык түстөрдү берет. Бирок текстиль боюнча булактар бул булалардагы эски негиздик боёктордун жарыкка туруктуулугу көбүнчө начар экенин эскертет. Бул жагдай текстилди боёо боюнча ачык окуу китебинде жыйынтыкталган.

Маанилүү өзгөчөлүк — пахта. Иштетилбеген целлюлозанын салттуу негиздик боёкторго жакындыгы төмөн, ошондуктан Каронун «пахта үчүн боёгуна» кошумча жардам керек болгон. Тарыхый практикада пахта таннин кислотасы менен мордантталган, андан соң көбүнчө кусуучу таш — сурьма-калий тартраты — менен бекитилген. Натыйжада булада эрибеген таннин-боёк комплекси түзүлгөн. Ошол мезгилдеги пахта боёо колдонмосу үч операцияны — таннин менен иштетүүнү, бекитүүнү жана андан кийин боёону — «Пахта кездемелерин боёо» китебинде баяндаган. Кадимки нейлон үчүн да ушундай тактоо керек: ал негизинен кислоталык боёктор үчүн субстрат болуп саналат. Сульфонат топтору атайын киргизилген, катиондук боёктор менен боёлуучу нейлон катары сатылган жана US6312805B1 сыяктуу эмгектерде сүрөттөлгөн нейлон гана негиздик боёкторду күчтүү сиңирет.

Демек, булалар боюнча кыскача жыйынтык мындай: тарыхый себептерден улам пахтага таннин морданты керек; жүн менен жибек түздөн-түз боёлот, бирок түсү оңой өчөт; акрил — химиялык жактан табигый заманбап субстрат; кадимки нейлон көпчүлүк учурда ылайыктуу эмес.

Ачык түс, бирок оңой өчөт

Алсыз жери түстү берүүдө болгон эмес. Маселе аны сактап калууда болгон. 2019-жылдагы изилдөөдө пахта, жибек жана жүн метилен көгүнүн тригидраты менен түздөн-түз боёлгон. ISO 105-B02 боюнча үч буланын тең жарыкка туруктуулугу шкаланын эң төмөнкү деңгээли — 1 деп бааланган. Түстүн сакталышы смектит менен кийинки иштетүүдөн кийин гана жакшырганы RSC Advances журналында баяндалган. Эски адабияттар да муну ошол мезгилдин тили менен айтат: көптөгөн негиздик боёктор жарыкта оңой өчөт. Бул 1911-жылкы Encyclopaedia Britannica энциклопедиясынын боёо тууралуу макаласында белгиленген.

Боёо ваннасындагы химия экинчи эскертүүнү кошот. Негиздик боёктор адатта нейтралдуу же бир аз кислоталуу шартта колдонулат, ал эми күчтүү щелочь метилен көгүнө өзгөчө терс таасир этет. Щелочтун метилен көгүнө таасири тууралуу изилдөөгө ылайык, 0.1 M суудагы щелочтуу эритмеде ал өзгөрбөй калбастан, негизинен күчтүү түстүү липофилдик продукт — Бернтсендин метилен күлгүнүнө чейин гидролизденет. Ошондуктан материалда калган щелочтуу тазалоочу эритме же щелоч менен кийинки иштетүү түстүн өңүн бекитүүгө тиешеси жок химиялык себептерден өзгөртүшү мүмкүн. Түс өзгөрүүлөрүнүн артындагы кычкылдануу-калыбына келүү цикли өзүнчө тема, бирок практикалык эреже жөнөкөй: боёо ваннасын күчтүү щелочтуу абалга жеткирбеңиз.

Кагаз, сыя жана көчүрмөлөр

Кагазды боёо азыркы коммерциялык колдонуу тармагы катары документтештирилген. Basic Blue 9 жеткирүүчүсү өзүнүн продуктуну колдонуу барагында жибекти, кара куурай буласын, жыгачты жана бамбукту боёо, ошондой эле сыя жана лактык пигменттерди өндүрүү менен катар кагазды да көрсөтөт. Сыя боюнча документтик далилдер көбүрөөк: Индияда бир кезде сыя өнөр жайына арналган метилен көгү боёгу үчүн өзүнчө IS 2230:1962 стандарты болгон. Азыр ал жокко чыгарылган, бирок BISтин 1962–1963-жылдардагы жылдык отчётунда катталган жана каталогдо жокко чыгарылган катары белгиленген.

Көчүрмө кагаз боюнча да жазма далил бар. Көчүрмө кагаздын каптамаларына берилген 1933-жылкы АКШ патенти US1925235A метилен көгүн камтыган анилин боёктору кошулган майлуу жана момдуу сыяларды сүрөттөйт. Ал эми 2024-жылы тарыхый көк көчүрмө карандаштар боюнча жүргүзүлгөн маданий мурастарды изилдөөдө метилен көгү эң кеңири кездешкен боёочу заттардын бири экени аныкталган. npj Heritage Science журналында жарыяланган бул эмгек боёо цехи алдын ала күткөн жүрүм-турумду так документтештирген: жарыкка өтө сезгичтик жана нымдалганда боёктун жайылып кетүү тенденциясы. Ачык көчүрмө берип, күн нурунда өчкөн карандаштын химиясы ачык боёлуп, терезе жанында өңү өчкөн пахтанын химиясы менен бирдей.

Үч сапат категориясы, үч спецификация режими

Төмөнкү салыштыруу эң маанилүү, анткени бир эле аталыш бири-бирине туура келбеген спецификациялар боюнча жасалган материалдарды камтыйт. Текстилдик сапат категориясы, биологиялык боёк жана фармацевтикалык сапат категориясы бир тазалык тепкичинин баскычтары эмес. Алар ар башка суроолорго жооп берет.

Таблицадагы эки түшүнбөстүккө өзгөчө көңүл буруу керек. Биринчиден, «100 пайыздык» текстилдик боёк 100 пайыз таза хромофор эмес; ISO 105-Z10 боёо күчүн эталондук боёкко салыштырмалуу аныктайт. Экинчиден, боёктун курамы 82 пайыз болгон сертификатталган биологиялык боёк талапка жооп бербеген фармацевтикалык продукт эмес; ал башка сыноодон өткөн. Фармацевтикалык жагын технологиялык процессти иштеп чыгуу боюнча отчёт мисалдайт: анда металлдардын жалпы көлөмү 20 ppmден, Azure B 2 пайыздан жана башка кошулмалар 0.5 пайыздан төмөн кармалган. Бул көрсөткүчтөр жарыяланган Proveblue изилдөөсүндөгү ошол процессти сүрөттөйт, текстиль үчүн жалпыга бирдей спецификация эмес. Azure B үчүн өзүнчө эталондук стандарттын болушунун себеби — ал деметилденүүдөн пайда болгон негизги кошулма да, өз алдынча фармакологиялык активдүү метаболит да болуп саналат. Бул тема Azure B боюнча изилдөөлөрдө каралат.

Боёо цехи үчүн кирген материалды практикалык текшерүү сол тилкеден келип чыгат: стандартка салыштырмалуу өңү, салыштырмалуу боёо күчү, эригичтиги жана эрибеген заттар, нымдуулугу, партиялардын ортосундагы бирдейлик. Бул тизмедеги эч нерсе бочкадагы материалды лабораторияга, андан бетер ичүүгө жарактуу кылбайт.

Basic Blue 9 маалымат барагын кантип окуу керек

Кадимки техникалык маалымат барагында төрт сан көрсөтүлөт, алардын ар бири өзүнчө суроого жооп берет. Жеткирүүчүнүн эталондук партиясына карата пайыз менен берилген боёо күчү боёочуга керектүү түс каныктыгына жетүү үчүн канча боёк таразалоо керектигин көрсөтөт; боёо күчү 105 пайыз болгон партиядан стандартка караганда болжол менен 5 пайыз аз масса керек. Боёктун курамы көрсөтүлгөн болсо, ал чыныгы хромофордун химиялык үлүшүн билдирет. Коммерциялык порошокто ным жана суюлтуучу заттар болгондуктан, бул үлүш боёо күчүнүн көрсөткүчү элестеткенден дайыма төмөн болот. Мисалы, 1.5 пайыз сыяктуу чек коюлган сууда эрибеген заттар өңдү эмес, тактардын пайда болушун жана чыпкалардын бүтөлүшүн алдын ала көрсөтөт. Нымдуулук жалпы көрүнүштү толуктайт жана гидрат маселеси менен байланышат: тригидратта үч кристаллдашуу суу молекуласы бар, ошондуктан анын бир килограммында суусуз туздун бир килограммына салыштырмалуу хромофордун болжол менен жетиден алтысы гана болот. Бир гидратка эсептелген рецептте экинчиси таразаланса, материал боёо ваннасына кире электе эле түс каныктыгы ошол үлүшкө жетпей калат.

Агынды суулар тууралуу эскертүү

Метилен көгү өтө күчтүү түскө ээ жана аны спектрофотометриялык жол менен көзөмөлдөө оңой. Адсорбция боюнча изилдөөлөрдө анын көрүнүүчү жарыкты сиңирүүсү адатта 663төн 665 nmге чейинки аймакта көзөмөлдөнөт. Мисалдар — биосорбция боюнча изилдөө жана гидрогелде адсорбциялоо боюнча изилдөө. Ушул ыңгайлуулук аны агынды сууларды изилдөөдө моделдик катиондук боёкко айландырган: Journal of Hazardous Materials журналындагы ири сереп текстиль, кагаз жана басма өндүрүшүнүн агынды сууларын камтып, аны арзан материалдарга адсорбциялоо аркылуу кетирүүнү карайт.

Моделдик зат макамынын эки жагы бар. Адсорбция тууралуу макалалардын көптүгү метилен көгүнүн өзү заманбап текстиль өнөр жайындагы негизги булгоочу зат экенин далилдебейт; ал бул кошулманын жалпы катиондук боёктордун ыңгайлуу өкүлү экенин көрсөтөт. Агынды суулар тууралуу билдирүүлөрдү окуганда ушул айырманы эске алыңыз.

Аталыштын өзү — эскертүү

Basic Blue 9, C.I. 52015, метилтиониний хлориди: кеминде үч спецификация режими боюнча сатылган бир хромофордун үч аталышы. Каро пахта үчүн жасаган текстилдик материалга эч качан жутууга жарактуу болуу талабы коюлган эмес. Өңү жана боёо күчү үчүн жазылган эч бир сертификат аны андай кыла албайт. Бочкадагы ошол эле аталыш лабораториянын текчесинде пайда болгондо, колуңузда эмне бар экенин түсү эмес, спецификациясы айтып берет.