Sentetik Boyarmaddelerin Sınıflandırılması ve Uygulanması
Giriş
Boyarmadde, bitkisel, hayvansal veya sentetik kaynaklı bir madde olup, kendi özelliğinden kaynaklanarak veya uygun reaksiyonların etkisiyle etkileşime girdiği ürünün rengini değiştiren kimyasal bileşiklerdir.
Bu doğal boyarmaddelerin büyük bir çoğunluğu bitkisel kaynaklıdır. Örnek olarak: Alizarin, indigo, safran, kına, sumak, kök boyalar geleneksel kullanımlı olan bitkisel boyarmaddelerdir. Hayvansal kaynaklı boyarmaddeler ise, deniz kabukları, kırmız böceği gibi küçük böcek türlerinden veya mürekkep balığı, iskerlet gibi balıklardan elde edilmektedir.
Tow boyama Elyaf boyama tekstil elyafının açık halde eğrilmeden önce yapak veya balyadaki pamuk gibi dağınık halde boyanması işlemidir. Tops boyama, yün sanayiinde tarama bandı şeklindeki yünün delikli bir çekirdeğe sarılarak basınç altında boyanması işlemidir. Aynı şekilde akrilik elyafının boyanmasında da elyaf kablosunun boyanmasına tow boyama denir.
Boyaramaddelerin Sınıflandırılması
Sentetik boyarmaddeleri dört grupta incelemek mümkündür:
1.Anyonik fonksiyonel grup içeren boyarmaddeler: Asit boyarmaddeler, Direkt (Substanstif) boyarmaddeler, Metal kompleks boyarmaddeleri, Reaktif boyarmaddeler,
2.Katyonik fonksiyonel grup içeren boyarmaddeler:Bazik (Katyonik) boyarmaddeler.
3.Aplikasyon öncesi kimyasal reaksiyon gerektiren boyarmaddeler:Küp (küpe, vat) boyarmaddeleri- Indanthrene boyarmaddeler, Küp Löyko-Ester Boyarmaddeleri-Indigosoller, İnkişaf (Naftol) boyarmaddeleri, Kükürt boyarmaddeleri.
4.Özel renklendirici sınıfları:Dispersiyon boyarmaddeleri, Pigment boyarmaddeler, Floresan boyarmaddeler, Mordanlar,
Asit Boyarmaddeler
Asit boyarmaddeler, protein elyafına karşı substantiflik (elyafa karşı ilgi) ile karakterize edildiklerinden yünün düzgün ve eşit bir şekilde boyanmasını sağlayan, özel bir parlaklığa sahip anyonik boyarmaddelerdir.
Direkt (Substansif) Boyarmaddeler
Direkt boyarmaddeler herhangi bir işlem yapılmadan suda çözünen ve substantivite özelliği nedeniyle herhangi bir kimyasal kullanmadan doğrudan lif içine giren ve boyama metodu basit olan boyarmadde grubudur. Bazik ve asit boyarmaddelerle kıyaslandıklarında direkt boyarmaddelerin selülozik elyafa karşı substantiviteleri fazladır. Bu yüzden direkt boyarmaddeler substantif boyarmaddeler olarak da adlandırılırlar.
Metal Kompleks Boyarmaddeler
Metal kompleks boyarmaddeler, krom, nikel veya kobalt gibi metallerle azo boyarmaddelerin bir veya iki molekülünün kompleks bileşik meydana getirmesiyle oluşan bir çeşit asit boyarmaddedir. Deri sektöründe sıklıkla kullanılır. Tekstilde de genellikle yün ve poliamidin boyanmasında kullanılmaktadır.
Reaktif Boyarmaddeler
Reaktif boyarmaddeler suda çözünen, tekstil materyalinin makro molekülleriyle reaksiyona giren ve kovalent bağ kurarak life bağlanan anyonik boyarmaddelerdir. Bir Reaktif boyarmaddenin yapısında Suda çözünen grup (W), Kromofor grup (C), Köprü grup (L), Reaktif grup (RG) ve Ayrılan grup (X) bulunur
Boyarmaddenin suda çözünmesini sağlayan Çözünen Grup (W) genellikle - NH2 , -NH-CH3 , -OH, -NO3 COOH, SO3Na, NO2 olarak ifade edilir. Kromofor Grup (C) kromoforu taşıyan moleküller yani çoğunlukla azo, antrokinon ve ftalasiyanin türevleridir ve boyarmaddenin reaksiyon yeteneğini, reaksiyon hızını bu grup tayin eder. Reaktif Grubu taşıyan aynı zamanda moleküldeki renkli grup ile reaktif grubu birbirine bağlayan Köprü Grup -NH-, -NH-CO-, - NH-CO-NH- gibi atomlardan oluşur. Reaktif Grup (RG) lifteki fonksiyonel grup ile kovalent bağ yapan vinil suifon, pirimidin, triazin gibi moleküllerdir.
Bazik (Katyonik) Boyarmaddeler
Bazik boyarmaddelerin renkli kısmı katyon halinde olup (BM.NH3)+ CI- genel formülüyle gösterilmektedir (Vardar, 2007). Sulu çözeltilerde boyarmadde molekülünün renkli kısmı artı (pozitif) yüklü renkli iyonlarına ayrıştığı için bu boyarmaddelere katyonik boyarmaddeler de denir.
Küp (Indanthrene) Boyarmaddeler
Antrakinoid boyarmaddelerin bulunduğu en önemli boyarmadde sınıfı olduğu gibi indigoid yapıdaki boyarmaddelerin tümü de bu boyarmadde sınıfının içinde yer almaktadır. Küp boyarmaddeleri başlıca selüloz esaslı ve kısmen de protein esaslı elyafın hem boyanmasında hem de baskısında kullanılan önemli bir boyarmadde grubudur. İndigoyu, küp içerisinde ıslatan (demlendiren) ve fermente eden eski yöntem nedeni ile bu boyarmaddelere küp (vat, küpe) boyarmadde adı verilmiştir.
İndigo ile boyama denim mamullerde çok önemlidir ve bu mamullerin üretiminin esasıdır. İndigo boyama, genellikle çözgü (iplik boyama) halinde ve son yıllarda özel moda renkler için kumaş halinde de gerçekleştirilmektedir.
Küp Löyko (Ester) Boyarmaddeleri- (Indigosoller)
Küp löyko ester boyarmaddeleri ile boyama, suda çözündükleri için basittir. Bu nedenle düzgün boyamanın zor olduğu boyamalarda küp löyko ester boyarmaddeleri tercih edilir.
İnkişaf (Naftol) Boyarmaddeleri
İnkişaf boyarmaddeleri, iki farklı kimyasal maddeden oluşan ve tekstil üzerinde çözünmeyen azo boyarmaddelerini oluşturmak için kullanılan azoik boyarmaddelerin bir çeşidi olan boyarmaddelerdir. Boyarmaddede bulunan iki madde life ayrı ayrı nüfuz ettirilir ve lif üzerinde gerçek boya hâline dönüşürler.
Kükürt Boyarmaddeleri
Kükürt boyarmaddeler yapılarında kükürt atomları bulunan ve normal olarak sodyumsülfürlü (zırnıklı) çözeltide boyama yapılan boyarmadde sınıfıdır. Bu boyarmaddeler, pamuk ve sınırlı olarak rejenere selüloz için kullanılmaktadır. Bazen poliamidin renklendirilmesinde de kullanılır. Boyarmadde ve boya işlemi çok ucuza mal olur.
Dispers Boyarmaddeler
Dispers boyarmaddelerle Polyester boyamada dispergatör, egalizatör, İyon tutucular, ıslatıcılar, migrasyon önleyiciler ve oligomer önleyiciler ilave edilmektedir. Dispergatör boya banyosuna granül haldeki boyarmaddeyi suda kolloidal olarak çözmek amacıyla, egalizatör boyanın düzgün dağılımı amacıyla boya banyosuna eklenmektedir.
Pigment Boyarmaddeler
Pigment, elyaf afinitesi olmayan, kimyasal bağ ya da absorbsiyon yapamayan, eklendiği flottede çözünmeyen, flotte içine sadece mekanik olarak dağılan, bağlayıcı madde (örneğin sentetik reçineler) ile lifin yüzeyine bağlanabilen maddelerdir. Bu nedenle klasik anlamda bir boyama meydana getiremez sadece binder (bağlayıcı) ile lif yüzeyine bağlanırlar.
Floresan Boyarmaddeler
Fluoresan etkisi yapan boyarmadde pigmentleridir. Bu tip boyarmaddelerin ışık haslıkları iyi değildir. Değişik bir ışık kırılmasına neden olurlar.
Mordanlar
Mordanla boyamanın esası, önce malzemeyi metal iyonları ile mordanlamak daha sonra mordan boyarmaddesi ile lif üzerinde metal iyonlarıyla kompleks meydana getirerek bağlanmayı sağlamaktır.
Boyarmaddelerin Uygulanması
Tekstil materyalinin temeli olan lif kimyasal ve fiziksel olarak boyarmaddeden etkilenen kısımdır. Tekstilde boyama dört şekilde sağlanır:
Boyarmadde banyosunun içinde şişen lifin eriyik içinde çözünmüş boyarmaddeyi emmesi ve boyarmaddenin liflerin içine nüfuz etmesi en temel boyama yöntemidir.
Boyama eriyiğinde çözünmüş olan boyarmadde, liflerin içine işler ve liflerle birlikte kimyasal bir bileşime girer.
Üçüncü boyama şeklinde boyarmaddenin eriyik içinde çözünmesi değil sadece dispersiyon oluşturması yani ince partiküller halinde çözelti içinde dağılması sağlanır.
Boyarmadde, başka bir kimyasal eklenerek suda çözünebilir hale getirilip liflere nüfuz ettirilir. Bu boyamada da haslık derecesi yüksektir.