Тукыма һәм кәгазь буяуда метилен зәңгәре: буяу цехында Basic Blue 9

Метилен зәңгәре, аны беренче тапкыр пациентка биргәнче, унбиш ел коммерция буягычы буларак кулланылган. Генрих Каро аны 1876 елда BASFта тукыма буягычы итеп синтезлаган, һәм BASFның үз тарихы да, Америка химия җәмгыяте дә аны мамык өчен ясалган буягыч дип тасвирлый. Кохның медицинада препаратларны буяу эшләре якынча 1880 елда башланган, ә малярияне дәвалауда куллану 1891 елда, тагын да соңрак булган. Бу кушылманың соңрак башкарган барлык рольләре — препаратларны буяу чарасы, индикатор, дару — буягычлар каталогындагы бер язмадан башланган.

Сәнәгать шартларында бу матдәне аңлауның дөрес юлы әле дә шул каталог язмасына таяна. Буяу цехы телендә ул метилтиониний хлориды түгел. Ул — Basic Blue 9.

Бер кушылма, ике номерлау системасы

Colour Index һәр коммерция буягычын ике төрле билгели. Гомуми исем куллану ысулын һәм өлкәсен тасвирлый; химик төзелеш номеры химик структураны күрсәтә. Метилен зәңгәренең гомуми исеме — C.I. Basic Blue 9, ә химик төзелеш номеры — C.I. 52015. Бу аны 52000 дән 52999 га кадәрге номерларны биләгән тиазин классына кертә. Моны метилен зәңгәрен мисал итеп алган Colour Index турында күптән түгел чыккан язма да раслый.

Бу номерлар артындагы химик төзелеш — хлорид белән парлашкан фенотиазин катионы: сусыз формасы C16H18ClN3S, моляр массасы якынча 319.9 g/mol һәм CAS 61-73-4; киң таралган коммерция тригидратының моляр массасы якынча 373.9 g/mol һәм CAS 7220-79-3. Коммерция тозы бронза ялтыравыклы куе яшел кристаллар хасил итә, алар эрегәч куе зәңгәр эремә бирә. PubChem һәм молекуляр үзлекләр турында күптән түгел чыккан күзәтү буенча, тригидратның 1 процентлы эремәсендә pH 3 тән 4.5 кә кадәр була. Бу матдәне мичкәләп сатып алучы һәркем ярлыктагы CAS номерын тикшерергә тиеш, чөнки бер килограмм тригидратта бер килограмм сусыз тозга караганда якынча 15 процентка азрак хромофор бар. Буяу өчен исәпләүләргә керешкәнче, нәкъ нәрсә үлчәнүен ачыклау мөһим.

Бәйләнү принцибы: анионнар эзләүче катион

Нигезле буягычлар — катионлы буягычлар. Эремәдә төсле кисәкчек уңай корылма йөртә, шуңа күрә ул анионлы урыннары булган җепселләргә аеруча җиңел бәйләнә. Шушы бер факт куллану үзенчәлекләренең диярлек барысын да алдан аңлата.

Акрил җепселе — дәреслекләрдәге классик субстрат. Гадәттә анда карбоксилат яки сульфонат төркемнәре була, һәм шул урыннар белән буягыч катионы арасындагы ионлы тартылу җепселгә нык бәйләнүне тәэмин итә. Бу акрилны гадәти катионлы буяу һәм акрил җепселләренең химиясе турындагы тикшеренүләрдә тасвирлана. Йон һәм ефәк тә нигезле буягычларны тискәре корылмалы урыннарында турыдан-туры үзләштерә һәм ачык, җете төсмерләр бирә. Әмма тукыма буенча белешмәләр иске нигезле буягычларның бу җепселләрдә, гадәттә, яктылыкка начар чыдам булуын кисәтә; бу фикер тукымаларны буяу буенча ачык дәреслектә дә йомгакланган.

Мамык — мөһим искәрмә. Эшкәртелмәгән целлюлозаның традицион нигезле буягычларга якынлыгы түбән, нәкъ шуңа күрә Кароның «мамык өчен буягычына» өстәмә ярдәм кирәк булган. Тарихи практикада мамыкны таннин кислотасы белән беркеткечле эшкәрткәннәр, ә аны еш кына эметик тартрат (калий-антимоний тартраты) белән фиксацияләгәннәр. Нәтиҗәдә җепселдә эремәүчән таннин-буягыч комплексы барлыкка килгән. Ул чордагы мамык буяу кулланмасы өч операцияне — таннин белән эшкәртү, фиксацияләү һәм аннары буяуны — «Мамык тукымаларны буяу» китабында аңлата. Гадәти нейлонга карата да шундый ук төгәллек кирәк: ул, нигездә, кислоталы буягычлар өчен субстрат. Нигезле буягычларны сульфонат төркемнәре белән махсус үзгәртелгән, катионлы буягычлар белән буялучы нейлон буларак сатылган һәм US6312805B1 кебек эшләрдә тасвирланган нейлон гына нык үзләштерә.

Шуңа күрә җепселләр буенча нәтиҗә кыскача болай: тарихи сәбәпләр аркасында мамыкка таннинлы беркеткеч кирәк; йон һәм ефәк турыдан-туры буяла, ләкин төсе тиз уңа; акрил — химик яктан табигый заманча субстрат; гадәти нейлон исә күпчелек очракта яраксыз.

Җете, ләкин тиз уңучан

Зәгыйфь урын төсне төшерүдә түгел иде. Мәсьәлә аны саклап калуда булды. 2019 елгы тикшеренүдә мамык, ефәк һәм йонны метилен зәңгәре тригидраты белән турыдан-туры буяганнар. ISO 105-B02 буенча өч җепселнең дә яктылыкка чыдамлыгы 1, ягъни шкаланың иң түбән дәрәҗәсендә булган. Төс сакланышы смектит белән соңыннан эшкәрткәндә генә яхшырган; бу RSC Advances журналында хәбәр ителә. Элекке әдәбият та шул ук нәрсәне үз чоры телендә әйтә: күп кенә нигезле буягычлар яктылыкта тиз уңа, дип терки 1911 елгы Encyclopaedia Britannicaның буяу турындагы мәкаләсе.

Буяу ваннасының химиясе икенче кисәтүне өсти. Нигезле буягычлар гадәттә нейтраль яки җиңелчә кислоталы шартларда кулланыла, ә көчле селте метилен зәңгәре өчен аеруча начар: 0.1 M сулы селтедә ул үзгәрешсез калмый, нигездә Бернтсенның метилен шәмәхәсенә — көчле төсле липофиль продуктка — гидролизлана. Бу селтенең метилен зәңгәренә йогынтысы турындагы тикшеренүдә күрсәтелгән. Шуңа күрә тукымада калган селтеле юу эремәсе яки селтеле соңгы эшкәртү төсмерне фиксацияләүгә бернинди катнашы булмаган химик сәбәпләр аркасында үзгәртә ала. Төс үзгәрешләре артындагы оксидлашу-кайтарылу цикллары — аерым тема, әмма практик кагыйдә гади: буяу ваннасында көчле селте булмасын.

Кәгазь, кара һәм күчермә кәгазе

Кәгазь буяу бүгенге коммерция кулланылышы буларак документлаштырылган. Basic Blue 9 тәэмин итүчесе үзенең продуктны куллану битендә кәгазьне ефәк, киндер, агач һәм бамбук буяу, шулай ук кара һәм лак-пигментлар җитештерү белән беррәттән саный. Карада куллану турында документаль дәлилләр тагын да күбрәк: Һиндстанда кайчандыр кара сәнәгате өчен метилен зәңгәре буягычына багышланган IS 2230:1962 стандарты гамәлдә булган. Хәзер ул гамәлдән чыгарылган, ләкин BISның 1962–1963 еллык хисабында теркәлгән һәм каталогта гамәлдән чыгарылган дип күрсәтелгән.

Күчермә кәгазе турында да язмалар бар. Күчермә кәгазе капламаларына бирелгән 1933 елгы АКШ патенты майлы һәм балавызлы караларны тасвирлый; аларда анилин буягычлары, шул исәптән метилен зәңгәре дә бар. Бу US1925235A патентында күрсәтелгән. Ә 2024 елда тарихи зәңгәр күчермә карандашларны өйрәнгән мирас фәне тикшеренүе метилен зәңгәрен иң еш очраган буяу матдәләре арасында тапкан. Шул ук вакытта ул буяу цехы алдан көткән нәкъ шул үзлекләрне — яктылыкка бик көчле сизгерлекне һәм юешләнгәндә төснең җәелүгә омтылышын — документлаштырган. Тикшеренү npj Heritage Science журналында басылган. Җете күчермә биреп, кояшта уңган карандаш белән җете буялып, тәрәзә янында уңган мамык артында бер үк химия тора.

Өч сорт, өч спецификация режимы

Иң мөһим чагыштыру менә шушы, чөнки бер үк исем астында бер-берсенә туры килмәгән спецификацияләр буенча җитештерелгән материаллар сатыла. Тукыма өчен сорт, биологик препаратлар буягычы һәм фармацевтик сорт бер үк чисталык баскычының төрле дәрәҗәләре түгел. Алар төрле сорауларга җавап бирә.

Таблицадагы ике буталчыклыкны аерым ассызыкларга кирәк. Беренчедән, «100 процентлы» тукыма буягычы 100 процент чиста хромофор түгел; ISO 105-Z10 буяу көчен эталон буягычка карата билгели. Икенчедән, составында 82 процент буягыч булган сертификатланган лаборатория буягычы фармацевтик сынауны үтә алмаган продукт түгел; ул башка сынауны үткән. Фармацевтик якны технологик процесс эшләү турындагы хисап күрсәтә: анда металларның гомуми күләмен 20 ppm нан, Azure Bны 2 проценттан, ә башка катнашмаларны 0.5 проценттан түбән тотканнар. Басылган Proveblue тикшеренүендәге бу саннар универсаль тукыма спецификациясен түгел, нәкъ шул процессны тасвирлый. Azure B өчен аерым эталон стандарт булуының сәбәбе — аның төп деметиллашу катнашмасы да, үзе үк фармакологик яктан актив метаболит та булуы; бу тема Azure B турындагы тикшеренүләрдә карала.

Буяу цехы өчен кергән материалны практик тикшерүләр сул баганадан килеп чыга: төсмерне стандарт белән чагыштыру, чагыштырма буяу көче, эрүчәнлек һәм эремәүчән матдәләр, дымлылык һәм партияләр арасындагы тотрыклылык. Бу исемлектә бернәрсә дә мичкәдәге материалны лаборатория өчен яраклы итми, эчкә кабул итү турында әйтеп тә торасы юк.

Basic Blue 9 техник мәгълүмат битен ничек укырга

Гадәти техник мәгълүмат битендә дүрт сан күрсәтелә, һәм һәрберсе аерым сорауга җавап бирә. Тәэмин итүченең эталон партиясенә карата процентларда белдерелгән буяу көче буяучыга максатчан төс куелыгы өчен күпме буягыч үлчәп алырга кирәклеген күрсәтә; буяу көче 105 процент булган партия өчен стандартка караганда якынча 5 процентка азрак масса кирәк. Буягыч күләме, күрсәтелгән очракта, чын хромофорның химик өлешен аңлата, һәм ул һәрвакыт буяу көче саныннан көтелгәннән түбәнрәк була, чөнки коммерция порошогында дым һәм сыеклагычлар бар. 1.5 процент кебек дәрәҗәләр белән чикләнгән суда эремәүчән матдәләр төсмерне түгел, ә таплар һәм фильтрның тыгылу ихтималын күрсәтә. Дымлылык гомуми күренешне тулыландыра һәм гидрат мәсьәләсе белән бәйле: тригидратта өч кристаллизация суы молекуласы бар, шуңа күрә аның бер килограммында бер килограмм сусыз тоздагы хромофорның якынча җиде өлештән алтысы гына була. Бер гидрат өчен язылган рецептта икенчесен үлчәп куллансалар, тукыма ваннага кергәнче үк төс куелыгы шул өлешкә ким булачак.

Агып чыккан сулар турында искәрмә

Метилен зәңгәренең төсе көчле, һәм аны спектрофотометрия белән күзәтү җиңел. Адсорбция тикшеренүләре гадәттә аның күренмә диапазондагы яктылык йотылышын якынча 663 тән 665 nm га кадәрге өлкәдә күзәтә; моңа биосорбция тикшеренүе һәм гидрогельдә адсорбция тикшеренүе мисал була. Шушы уңайлылык аны калдык сулар тикшеренүләрендә модель катионлы буягычка әйләндергән: Journal of Hazardous Materials журналындагы зур күзәтү аның арзан материалларда адсорбция юлы белән чыгарып алынуын карый һәм тукыма, кәгазь һәм басма сәнәгатенең калдык суларын колачлый.

Модель статусының ике ягы бар. Адсорбция турындагы мәкаләләрнең күп булуы метилен зәңгәренең үзе хәзерге тукыма сәнәгатенең төп пычраткычларының берсе булуын расламый; бу кушылманың гомумән катионлы буягычларны өйрәнү өчен уңайлы модель булуын раслый. Калдык сулар турындагы фикерләрне укыганда шушы аерманы истә тотыгыз.

Исемнең үзе — кисәтү

Basic Blue 9, C.I. 52015, метилтиониний хлориды: кимендә өч спецификация режимы буенча сатылган бер хромофорның өч исеме. Каро мамык өчен ясаган тукыма материалының эчкә кабул итәргә яраклы булуы беркайчан да таләп ителмәгән, һәм төсмер белән буяу көче өчен язылган бернинди сертификат та аны шундый итә алмый. Мичкәдәге шул ук исем лаборатория киштәсендә очраганда, кулыгызда нәрсә икәнен төс түгел, ә спецификация күрсәтә.