रिएक्टिव डाई चमकीले रंग और पूर्ण क्रोमैटोग्राम प्रदान करती हैं। ये अपने सरल अनुप्रयोग, कम लागत और उत्कृष्ट स्थिरता के लिए जानी जाती हैं। विशेष रूप से हाल के वर्षों में सेल्युलोज फाइबर के विकास के साथ, रिएक्टिव डाई सेल्युलोज फाइबर वस्त्रों की रंगाई के लिए सबसे महत्वपूर्ण प्रकार की डाई बन गई हैं।

लेकिन रिएक्टिव डाइज़ की सबसे प्रमुख समस्या उनकी कम अवशोषण दर और स्थिरीकरण दर है। सेल्युलोज फाइबर की पारंपरिक रंगाई प्रक्रिया में, रिएक्टिव डाइज़ के रंग अवशोषण और स्थिरीकरण दर को बेहतर बनाने के लिए, बड़ी मात्रा में अकार्बनिक लवण (सोडियम क्लोराइड या सोडियम सल्फेट) मिलाना आवश्यक होता है। डाई की संरचना और रंग के आधार पर, उपयोग किए जाने वाले लवण की मात्रा आमतौर पर 30 से 150 ग्राम/लीटर होती है। हालांकि प्रिंटिंग और रंगाई के अपशिष्ट जल में कार्बनिक यौगिकों के उपचार में काफी प्रगति हुई है, फिर भी रंगाई प्रक्रिया में बड़ी मात्रा में अकार्बनिक लवणों के उपयोग को सरल भौतिक और जैव रासायनिक विधियों से हल नहीं किया जा सकता है।

प्रतिक्रियाशील रंगों और नमक रहित रंगों की प्रौद्योगिकी पर अनुसंधान

पारिस्थितिक दृष्टिकोण से, उच्च लवणता वाले छपाई और रंगाई के अपशिष्ट जल का निर्वहन सीधे नदियों और झीलों की जल गुणवत्ता को बदलता है और पारिस्थितिक पर्यावरण को नष्ट करता है।
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नमक की उच्च पारगम्यता नदियों और झीलों के आसपास की मिट्टी में लवणता बढ़ा देती है, जिससे फसलों की पैदावार कम हो जाती है। संक्षेप में, बड़ी मात्रा में अकार्बनिक लवणों का उपयोग न तो अपघटित हो सकता है और न ही पुनर्चक्रित, और साथ ही यह जल गुणवत्ता और मिट्टी पर गंभीर नकारात्मक प्रभाव डालता है। इसी आधार पर, यह लेख नमक रहित रंगाई तकनीक में हुई हालिया शोध प्रगति की समीक्षा करता है और कम नमक वाले प्रतिक्रियाशील रंगों की संरचनात्मक परिवर्तनों, ग्राफ्टिंग तकनीक और क्रॉस-लिंकिंग तकनीक पर व्यवस्थित रूप से चर्चा करता है।

नमक रहित रंगाई के लिए प्रतिक्रियाशील रंग

रिएक्टिव डाइज़ की प्रमुख विशेषताएं हैं छोटी आणविक संरचना, अच्छी जल-निरोधकता और फिक्सिंग के बाद तैरते हुए रंग का आसानी से धुल जाना। यह डाई अणुओं के डिज़ाइन में एक महत्वपूर्ण नवाचार है। लेकिन इससे डाई के उपयोग और फिक्सेशन की दर कम हो जाती है, और रंगाई के दौरान बड़ी मात्रा में नमक मिलाना पड़ता है। इससे बड़ी मात्रा में खारे अपशिष्ट जल और डाई का नुकसान होता है, जिससे अपशिष्ट जल उपचार की लागत बढ़ जाती है और पर्यावरण प्रदूषण गंभीर हो जाता है। कुछ डाई कंपनियों ने डाई प्रीकर्सर और रिएक्टिव समूहों की स्क्रीनिंग और सुधार पर ध्यान देना शुरू कर दिया है और कम नमक वाली रंगाई के लिए रिएक्टिव डाइज़ विकसित कर रही हैं। सिबा द्वारा लॉन्च किया गया सिबाक्रोनएलएस एक प्रकार का कम नमक वाला रंग है जो विभिन्न सक्रिय समूहों को मिलाकर बनाया गया है। इस डाई की विशेषता यह है कि रंगाई में उपयोग होने वाले नमक की मात्रा सामान्य रिएक्टिव डाइज़ की तुलना में 1/4 से 1/2 होती है। यह बाथ अनुपात में बदलाव के प्रति संवेदनशील नहीं है और इसकी पुनरुत्पादकता अच्छी है। इस प्रकार के रंगों का उपयोग मुख्य रूप से डिप डाइंग के लिए किया जाता है और पॉलिएस्टर/कॉटन मिश्रण की एक ही बार में तेजी से रंगाई के लिए इन्हें डिस्पर्स रंगों के साथ मिलाकर उपयोग किया जा सकता है।

जापान की सुमितोमो कॉर्पोरेशन ने सुमीफक्स सुप्रा सीरीज के रंगों के लिए उपयुक्त रंगाई विधियों का एक सेट प्रस्तावित किया है। इसे एलईटीएफएस रंगाई विधि कहा जाता है। इस विधि में प्रयुक्त अकार्बनिक लवण की मात्रा पारंपरिक प्रक्रिया की तुलना में केवल आधी से एक तिहाई होती है, और घोल का अनुपात 1:10 तक हो सकता है। कंपनी ने इस प्रक्रिया के अनुकूल प्रतिक्रियाशील रंगों की एक श्रृंखला भी लॉन्च की है। ये रंग मोनोक्लोरोस-ट्रायज़ीन और बी-एथिलसल्फोन सल्फेट से बने विषम द्वि-प्रतिक्रियाशील रंग हैं। इस श्रृंखला के रंगों के रंगाई अपशिष्ट जल में अवशिष्ट रंग की मात्रा सामान्य प्रतिक्रियाशील रंगाई अपशिष्ट जल में रंग की मात्रा का केवल 25%-30% होती है। इसे टेन्सेल फाइबर की रंगाई के लिए अनुशंसित किया जाता है। यह स्थिरीकरण दर, आसान धुलाई और रंगे उत्पादों की विभिन्न स्थिरता के मामले में उत्कृष्ट अनुप्रयोग प्रदर्शन प्रदर्शित करता है।

डायस्टार कंपनी ने नमक रहित रंगाई के लिए उपयुक्त रेमाज़ोलईएफ श्रृंखला के रंगों का शुभारंभ किया है। इसका सक्रिय समूह मुख्य रूप से बी-हाइड्रॉक्सीएथिल सल्फोन सल्फेट है, और इसने पर्यावरण के अनुकूल नमक रहित रंगाई प्रक्रिया शुरू की है। इसमें प्रयुक्त अकार्बनिक नमक की मात्रा पारंपरिक प्रक्रिया की तुलना में 1/3 है। रंगाई प्रक्रिया का समय कम हो जाता है। इसके अलावा, यह प्रणाली क्रोमैटोग्राम की एक विस्तृत श्रृंखला को कवर करती है। चमकीले रंग प्राप्त करने के लिए तीन प्राथमिक रंगों को संयोजित किया जा सकता है। क्लैरिएंट (Clariant) कंपनी ने ड्रिमारेनएचएफ श्रृंखला के प्रतिक्रियाशील रंगों का शुभारंभ किया है, जो मुख्य रूप से 4 किस्मों में उपलब्ध हैं: ड्रिमारेनब्लूएचएफ-आरएल, ड्रिमारेनएचएफ-2आरएल, नेवीएचएफ-जी, रेडएचएफ-जी। इनका उपयोग सेलूलोज़ फाइबर की एग्जॉस्ट रंगाई और सतत रंगाई के लिए किया जाता है। इनका अनुप्रयोग प्रदर्शन और रंग स्थिरता अच्छी है। स्थिरीकरण दर काफी उच्च है, नमक और तरल का अनुपात कम है। तटस्थ स्थिरीकरण और अच्छी धुलाई क्षमता है।

कुछ नव विकसित प्रतिक्रियाशील रंगों में, रंग अणुओं का आयतन बढ़ाकर और अकार्बनिक लवणों की मात्रा घटाकर रंगों की प्रत्यक्षता को बढ़ाया जा सकता है। उदाहरण के लिए, यूरिया समूहों का समावेश सक्रिय समूहों की प्रत्यक्षता को बढ़ा सकता है और अकार्बनिक लवणों की मात्रा को कम कर सकता है। इससे स्थिरीकरण दर में सुधार होता है; पॉलीएज़ो रंग के अग्रदूत (जैसे ट्राइसेज़ो, टेट्राएज़ो) भी होते हैं जो रंग की प्रत्यक्षता को बढ़ाते हैं और लवण-मुक्त रंगाई का उद्देश्य प्राप्त करते हैं। संरचना में कुछ रंगों का उच्च परावर्तक अवरोध प्रभाव भी प्रतिक्रियाशील रंगों के प्रतिक्रियाशील समूहों की प्रतिक्रियाशीलता और रंगाई में प्रयुक्त लवण की मात्रा को महत्वपूर्ण रूप से बदल सकता है। ये परावर्तक अवरोध प्रभाव आमतौर पर रंग मैट्रिक्स पर विभिन्न स्थानों पर एल्काइल प्रतिस्थापकों के समावेश से उत्पन्न होते हैं। विद्वानों द्वारा उनकी मूलभूत संरचनात्मक विशेषताओं का सारांश इस प्रकार है:

सक्रिय समूह एक SO: CH2CH: oS03Na बेंजीन रिंग की मेटा या पैरा स्थिति में हो सकता है;

R3 बेंजीन रिंग की ऑर्थो, इंटर या पैरा स्थिति में हो सकता है। इसका संरचनात्मक सूत्र विनाइल सल्फोन रिएक्टिव डाई है।

रंगों पर विभिन्न प्रतिस्थापकों या विभिन्न प्रतिस्थापन स्थितियों के बावजूद, समान रंगाई स्थितियों के तहत समान रंगाई मान प्राप्त किया जा सकता है, लेकिन उनकी रंगाई लवण की मात्रा काफी भिन्न होती है।

उत्कृष्ट कम नमक वाले प्रतिक्रियाशील रंगों में निम्नलिखित विशेषताएं होनी चाहिए: 1) रंगाई में प्रयुक्त नमक की मात्रा बहुत कम हो; 2) कम अनुपात वाले रंग स्नान में रंगाई, रंग स्नान स्थिरता; 3) अच्छी धुलाई क्षमता, प्रसंस्करण के बाद के समय में कमी; 4) उत्कृष्ट पुनरुत्पादकता। रंग सुधार के संदर्भ में, उपर्युक्त रंग मैट्रिक्स संरचना के सुधार और सक्रिय समूहों के उचित संयोजन के अलावा, कुछ लोगों ने तथाकथित धनायनिक प्रतिक्रियाशील रंगों का संश्लेषण किया है, जिन्हें नमक मिलाए बिना रंगा जा सकता है। उदाहरण के लिए, निम्नलिखित संरचना वाले धनायनिक प्रतिक्रियाशील रंग:

उपरोक्त सूत्र से स्पष्ट है कि रंग कण मोनोक्लोरो-ट्रायज़ीन के सक्रिय समूह से जुड़ा होता है। एस-ट्रायज़ीन वलय से एक पाइरिडीन चतुर्धातुक अमोनियम समूह भी जुड़ा होता है। डाई धनात्मक आवेशित होती है और चतुर्धातुक अमोनियम समूह जल में घुलनशील होता है। डाई अणुओं और रेशे के बीच आवेश प्रतिकर्षण न होने के कारण, धनात्मक और ऋणात्मक आवेशों का आकर्षण होता है, जिससे डाई आसानी से रेशे की सतह तक पहुँचकर उस पर अधिशोषित हो जाती है। रंगाई विलयन में इलेक्ट्रोलाइट्स की उपस्थिति से न केवल रंग को बढ़ावा देने वाला प्रभाव नहीं पड़ता, बल्कि डाई और रेशे के बीच आकर्षण भी कमजोर हो जाता है। इसलिए, इस प्रकार की रंगाई बिना इलेक्ट्रोलाइट्स मिलाए भी की जा सकती है, यानी नमक रहित रंगाई। रंगाई प्रक्रिया सामान्य प्रतिक्रियाशील रंगों के समान है। मोनोक्लोरो-ट्रायज़ीन प्रतिक्रियाशील रंगों के लिए, सोडियम कार्बोनेट को स्थिरीकरण कारक के रूप में मिलाया जाता है। स्थिरीकरण तापमान लगभग 85℃ होता है। डाई अवशोषण दर 90% से 94% तक पहुँच सकती है, और स्थिरीकरण दर 80% से 90% तक होती है। इसमें अच्छी प्रकाश प्रतिरोधकता और धुलाई प्रतिरोधकता होती है। इसी प्रकार के धनायनिक प्रतिक्रियाशील रंगों के बारे में भी जानकारी मिली है, जिनमें सक्रिय समूह के रूप में मोनोफ्लोरो-एस-ट्रायज़ीन का उपयोग किया गया है। मोनोफ्लोरो-एस-ट्रायज़ीन की सक्रियता मोनोक्लोरो-एस-ट्रायज़ीन की तुलना में अधिक होती है।

इन रंगों को कपास/ऐक्रिलिक मिश्रण में भी रंगा जा सकता है, और रंगों के अन्य गुणों (जैसे समतलीकरण और अनुकूलता आदि) का आगे अध्ययन किया जाना बाकी है। लेकिन यह सेल्युलोज फाइबर के लिए नमक-मुक्त रंगाई का एक नया तरीका प्रदान करता है।