산성 염료

Acid dye
산성 적색 88은 적색 양털 얀을 생산하는 데 사용되는 산성 염료다.

산성염료는 음이온성이며, 물에 녹으며, 기본적으로 산성욕탕에서 발라진다. 이 염료는 SO3H, COOH와 같은 산성군을 가지고 있으며 양성자-NH2 그룹의 섬유 및 산성 염료 사이에 이온 결합이 형성되었을 때 울, 실크, 나일론 등에 적용된다. 전체적으로 세척이 빠르기는 하지만, 세척이 빠르지 않다. 염료와 섬유는 서로 반대되는 전기적 성질을 가지고 있기 때문에, 이러한 섬유에 대한 산 염료의 타격과 흡수 속도가 더 빠르다; 높은 농도의 전해질이 염료 흡수를 지연시키고 평평한 음영을 형성하기 위해 첨가된다. 산은 섬유에 양이온을 발생시키고 온도는 음이온 염료 분자로 산의 부정적인 부분을 대체하는데 도움을 준다.[1]

산성염료는 일반적으로 낮은 pH로 섬유에 바르는 염료다. 주로 면직물이 아닌 양모를 염색하는 데 쓰인다.[2] 일부 산성염료는 식품 착색제로 사용되기도 하며,[3][4] 의료 분야의 오르간젤을 착색하는 데도 사용할 수 있다.

설명

산성염료는 일반적으로 신속성 요건, 이동 능력, 염색 pH에 따라 3가지 등급으로 나뉜다.[5]

산성 염료는 수소 결합, 반 데르 발스[6] 힘, 이온 결합에 의해 섬유에 부착된다. 일부 산성 염료는 물에서 작용하지만, 많은 사람들은 대신 산성 염료 욕조에서 염료를 활성화하는 것을 선택한다. 브뢰네스트-에 따르면저산-기지론, 산은 양성자를 기증할 수 있는 분자나 이온이며, 이는 산분해 상수에 의해 결정된다. 대부분의 산과 비교했을 때 물은 pKa 값이 훨씬 더 높아서 H를+ 더 어렵게 주기 위해 분리된다는 것을 의미한다. 이런 맥락에서 물 대신 산을 사용하면 아닐린염료 음이온과 반응하기 위해 수소이온(H+)이 더 쉽게 분리되어 염료가 용해될 수 있다.

동물성 단백질 섬유와 합성 섬유 나일론에는 음이온 염료를 결합하는 많은 양이온 부위가 포함되어 있다. 이 결합의 강도(속도)는 이 이온 상호작용의 강도를 반영한다.

사용하다

섬유

실험실이나 집, 미술관에서 염료통에 쓰이는 산은 식초(아세트산)나 구연산인 경우가 많다. 염료의 흡수율은 염화나트륨을 사용하여 조절된다. 직물에서 산성염료는 단백질 섬유, 즉 울, 알파카, 모헤어 같은 동물성 털 섬유에 효과적이다. 그것들은 또한 실크에도 효과적이다.[7] 그것들은 합성섬유 나일론을 염색하는 데는 효과적이지만 다른 합성섬유를 염색하는 데는 최소한의 관심이 있다.

담낭세포에 사용된 이씨의 얼룩.
PTAH 얼룩은 인간의 편평한 상피세포에 사용된다.

역사학

진단이나 연구를 위한 현미경 검사 중 얼룩에서 산성염료는 기본 조직 단백질을 색칠하는 데 사용된다. 대조적으로, 기본 염료는 세포핵과 조직의 다른 산성 성분을 얼룩지게 하는데 사용된다.[8] 세포 구조와 관련해 산성염료는 음전하 색소포레(chromophore)를 갖고 있어 순양전하가 있는 산도피질 구조를 얼룩지게 된다. 산도피질 구조로는 세포질, 콜라겐, 미토콘드리아 등이 있다. 두 사람은 상반된 혐의 때문에 서로 호감을 갖고 있다.[9][10] 의약품에 사용되는 산성 염료의 예는 다음과 같다.[11]

식품공업

산성염료는 식품 착색으로도 사용할 수 있어 특정 식품의 매력을 높이는 데 도움이 되고, 따라서 고객에게 더욱 어필하게 된다. 몇몇 예로는 에리스로신, 타르트라진, 일몰노랑, 알루라 빨강을 들 수 있는데, 그 중 상당수는 아조 염료다.[12] 이 염료는 프로스팅, 쿠키, 빵, 조미료 또는 음료에 사용될 수 있다. 건강상 위해를 예방하기 위해서는 염료를 먹을 수 있는 것으로 표시하기 전에 소비 승인을 받아야 한다. 승인되지 않은 염료를 식별하는 데 사용할 수 있는 일부 분리 방법으로는 고체상 추출 프로세스, 과압된 얇은 층 크로마토그래피 프로세스, 역상 플레이트 사용 등이 있다.[13]

구조물들

산성염료의 화학성분은 복잡하고 다양하다. 대부분의 산성 염료는 기본 구조와 다음 사항과 관련이 있다.

  • 안트라퀴논 유형: 많은 산성 염료는 안트라퀴논과 같은 구조를 형성하는 화학적 매개체로부터 최종 상태로 합성된다. 많은 파란 염료들이 이 구조를 기본 모양으로 가지고 있다. 그 구조물은 산성염료의 평준화 등급에서 우세하다.
  • 아조 염료: 아조 염료 구조는 아조 그룹(R-N=N-R)을 포함한다. 대부분의 아조 염료는 산성 염료가 아니지만, 많은 산 염료는 아조 염료다. 아조형의 많은 산성 염료는 붉은 색이다.[14]
  • 트리알메탄 염료: 이것들은 밀링 계열의 염료에서 우세하다. 트리페닐메탄과 관련된 섬유에 상업적으로 적용되는 노란색과 녹색 염료가 많다.

  • C.I. 산성 블랙 1

  • C.I.산 황색 36

  • C.I. 산성 블루 117

  • C.I. 산성 오렌지 19

  • C.I. 산성 블루 25

  • C.I. 산성 오렌지 3

산성염료의 종류

산성염료는 염색행태에 따라 분류할 수 있다. 여기에는 습식 신속성, 마이그레이션 능력 및 염색 pH가 포함된다.[2]

  • 레벨링 산성 염료: 이 염료는 분자량이 비교적 낮다. 따라서 고정하기 전에 더 쉽게 이동하며 습도가 낮은 것으로 나타난다. 그것들은 일반적으로 의류 원단으로 사용하기에 적합하지 않다. 산성 염료 욕조가 필요하며,[7] 종종 황산과 황산나트륨 혼합물(pH2-4)을 에톡스틸화 지방 아민과 같은 레벨링제와 함께 사용한다.
  • 밀링 염료: 이 염료는 분자량이 높으며, 그 결과 천천히 이동한다. 그 결과, 습식속도를 보이며, 이는 모직물 염색에 유용하다. 밀링산염료는 산성염료 욕조가 필요 없어 '중산염료'라고 부르기도 한다. 아세트산(pH4-7)을 사용하여 일반적으로 도포한다.[7]
  • 금속 복합 산성 염료: 이 염료는 금속 이온으로 복잡한 산성염료 분자로 구성되어 있는데, 보통 크롬이나 코발트가 된다. 금속 복합산염료는 분자량이 높아 이동성이 낮고 습도가 높다. 이 때문에 나일론과 합성 폴리아미드 섬유에 주로 쓰인다. 금속 복합 산성 염료는 경제적이다. 그러나 비교적 칙칙한 음영을 연출한다. 금속복합산염료는 염료통(pH2-7)에서 pH의 범위가 더 넓다.[7]

안전

일부 염료는 돌연변이 유발성 및 발암성 물질로 메틸 오렌지, 산성 레드 26, 트라이판 블루 등이 있다.[15][16]

참조

  1. ^ A K Roy Choudhary, "텍스트 준비 및 염색", 미국 과학 출판사(2006)
  2. ^ a b Booth, Gerald (2000). "Dyes, General Survey". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a09_073. ISBN 3527306730.
  3. ^ Trowbridge Filippone, Peggy. "Food Color Additives". Retrieved September 8, 2016.
  4. ^ Klaus Hunger, ed. (2003), Industrial Dyes: Chemistry, Properties, Applications (in German), Weinheim: WILEY-VCH Verlag, pp. 276ff, ISBN 978-3-662-01950-4
  5. ^ "Mechanism of Dyeing with Acid Dyes". Textile Learner. Mazharul Islam Kiron. Retrieved 2012-01-08.
  6. ^ Clark, Jim (2012). "Intermolecular bonding - van der Waals forces". chemguide.co.uk. Retrieved 15 June 2014.
  7. ^ a b c d "How Acid Dye Works". Retrieved October 21, 2019.
  8. ^ Bruckner, Monica Z. "Basic Cellular Staining". Retrieved December 12, 2013.
  9. ^ "Staining and Commonly Used Stains". Histology Learning system. Boston University. Retrieved 2019-11-05.
  10. ^ Gokhale, S (2008). Pharmaceutical Biology. Maharashtra, India: Pragati Books Pvt. Ltd.
  11. ^ "Staining and Commonly Used Stains". Histology Learning system. Boston University. Retrieved 2019-11-05.
  12. ^ Frazier, R.A (2007). CAPILLARY ELECTROPHORESIS Food Additives. Elsevier Ltd.
  13. ^ Vega, M (2000). Encyclopedia of Separation Science. Elsevier Ltd.
  14. ^ Hunger, Klaus; Mischke, Peter; Rieper, Wolfgang; Raue, Roderich; Kunde, Klaus; Engel, Aloys (2005). "Azo Dyes". Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH. doi:10.1002/14356007.a03_245. ISBN 3527306730.
  15. ^ Prival, M. J.; Bell, S. J.; Mitchell, V. D.; Peiperl, M. D.; Vaughan, V. L. (1984). "Mutagenicity of benzidine and benzidine-congener dyes and selected monoazo dyes in a modified Salmonella assay". Mutation Research. 136 (1): 33–47. doi:10.1016/0165-1218(84)90132-0. PMID 6371512.
  16. ^ Bansal, Megha; Yadav, Rajesh Kumar (2016). "OCCUPATIONAL HEALTH HAZARDS AND AWARENESS OF OCCUPATIONAL SAFETY AMONG WORKERS OF TEXTILE DYEING INDUSTRIES IN JAIPUR, INDIA". Suresh Gyan Vihar University International Journal of Environment, Science and Technology. 2 (2): 30–38. S2CID 37596329.