FORMATO PARA RECURSO DE APRENDIZAJE TAREA INFORMACIÓN PARA EL ESTUDIANTE Tarea No. 6 Nombre: Joudee Rojas Tema de la tarea: Clasificación de los colorantes y su aplicación en las fibras textiles. Fecha: 20 de noviembre del 2022 Desarrollo: Los colorantes son sustancias que serán utilizadas sobre las fibras textiles, también pueden ser hilos, tejidos planos, de punto, prendas; esto para dar un color determinado a las mismas. El valor técnico de los colorantes viene determinado por su capacidad de adherirse fuertemente a las fibras teñidas y por la capacidad de la molécula del colorante de contrarrestar las acciones atmosféricas. Son compuestos químicos con enlaces múltiples formados por grupos cromóforos y auxocromos también conocidos como grupos insaturados. Colorante textil cromóforo: • Imparte color a la molécula Colorante textil auxocromo: • Su función es intensificar el color y mejorar la afinidad del colorante por la fibra. Existen dos métodos para clasificar los tintes. El primero se basa en la constitución química de los sistemas cromóforos y el segundo en los métodos de aplicación. Ninguno de estos dos sistemas es completamente satisfactorio, porque hay tintes incluidos en el mismo sistema cromóforo que difieren mucho en su aplicación. En general, la intensidad es directamente proporcional a la resonancia molecular y las propiedades de resistencia del colorante están relacionadas con la estabilidad física y química de la molécula y con las fuerzas externas como el calor, la luz, el pH, etc. (QuimiNet, 2012) De acuerdo con la división más elemental de los colorantes es la que distingue entre colorantes naturales y artificiales. Los que se utilizan actualmente en la industria textil son artificiales, en un porcentaje tan elevado que bien podría decirse que son artificiales en su totalidad. Sin embargo, los tintes naturales han sido tan importantes en la historia de la indumentaria y la ornamentación que es imposible ignorarlos: púrpura, cochinilla, añil, palo campeche, etc. Aparte de que las características de los tintes artificiales son superiores a las de los naturales, estos últimos son ahora mucho más caros de obtener. La lista de colores que se pueden obtener ahora en el laboratorio es casi infinita. Por otra parte, la segunda cuestión más importante en la tintura textil, la solidez, se ha perfeccionado tanto que en la ropa actual la vida del color es ya comparable a la vida del propio tejido, de la ropa, de la prenda, en definitiva. La luz del sol sigue siendo el enemigo vital del color; pero el otro gran combatiente, el lavado, ya no lo es, porque los detergentes actuales ya no atacan el color artificial; las prendas no se empañan al lavarlas. (EDYM, n.d.) Hay algunos grupos activos que están presentes en los grupos cromóforos, esto depende del tipo de colorante, y son: • Grupo azo: -N=N• Grupo carbinol: =C=O • Grupo nitro: -N=O En cambio, según (Pepe Guato, 2017) los grupos auxocromos son los que dan las características de ser colorante; hacen las veces de eslabones con la fibra, unos son de carácter básico y otros de carácter básico: De carácter básico: • Hidroxilo y derivados: - OH – OR • Amino y derivados: - NH2, - NHR, - NR2 De carácter ácido: • Sulfónico: – SO3H • Carboxílico: – COOH • Sulfuro: - SR Los colorantes, como se mencionó anteriormente, se dividen en: • Colorantes naturales Son los más importantes en la tintura textil. Muchos de ellos proceden de aislar en laboratorio las sustancias correspondientes a los mismos colorantes en estado natural, parte de los cuales hemos visto, y proceder posteriormente a sintetizar químicamente colorantes idénticos a los naturales; la cochinilla, por ejemplo. El hecho de proceder mediante la química a la obtención de colorantes da pie a que en tales procedimientos se busquen y obtengan productos colorantes con cualidades específicas, adecuadas a los fines tintóreos que se les van a dar. (EDYM, n.d.) Además, estos colorantes naturales son más caros que los artificiales, esto por su misma procedencia. • Colorantes artificiales La clasificación general y sus respectivas aplicaciones de los colorantes artificiales para las fibras textiles se muestra en la siguiente tabla: Tabla 1 Clasificación de los colorantes para fibras textiles Recuperado de: http://www.edym.net/Materia_prima_textil_gratis/2p/tintura/cap12200.htm CARACTERÍSTICAS Y APLICACIONES COLORANTE Ácido Básico Directos A la tina Dispersos Sulfurosos De complejo metálico Sobremordiente Reactivos Empleados para tintura de lanas, seda, poliamidas. Tienen diferentes grados de solideces. Empleados para tintura directa de lana, seda y, sobre todo, las acrílicas, en las que se obtienen colores vivos y brillantes y con muy buenas solideces. Empleados para la tintura de fibras celulósicas, con muy buenas solideces. Necesitan del oxígeno ambiental para ser efectivos. Su constitución química es análoga a la del índigo. Colorantes pigmentación Necesitan de aglutinantes para su fijación. Fino grado de dispersión. Empleados para la tintura de rayón, acetatos y poliésteres. Se usan con auxiliares "carriers". Empleados para fibras celulósicas. Muy económicos, pero de resultados pobres de matices. Se emplean en la lana. De buena solidez. Poco empleados. Empleados en la tintura de fibras celulósicas, mediante reacción química; producen matices de coloreado muy vivos y brillantes. • Colorantes Ácidos Los colorantes ácidos tienen una afinidad directa con la lana, la seda, el nylon y algunas fibras acrílicas, lo que da lugar a tintes de una gran variedad de tonos y diversos grados de solidez a la luz y al batán. Los tintes ácidos se llaman así por dos razones. En primer lugar, son aniones coloreados que deben su solubilidad en el agua a la presencia de auxocromos sulfónicos de carácter ácido, es decir, son ácidos aromáticos coloreados. En segundo lugar, tiñen las fibras proteicas en una solución más o menos ácida, aunque desde el punto de vista químico podrían llamarse colorantes aniónicos ya que tienen el cromóforo asociado a grupos de esta característica. de esta característica. (Cruz Pampa & Molina Masias, 2018, p. 60) El colorante ácido se aplica a la fibra previamente lavada y húmeda, en un baño caliente con un buen volumen de agua. Es necesaria la adición de sulfato de sodio o sal y para mejorar el fijado, el cual se realiza con ácido ACÉTICO técnico o ácido FÓRMICO hasta un pH 4 – 5. Este tipo de colorante se utiliza para teñir fibras como la lana y la seda, generalmente. • Colorantes Dispersos Desarrollados originalmente para el teñido artificial, hoy en día también se utilizan para teñir fibras sintéticas. En la industria del cuero se utilizan en algunos casos para teñir lana, fieltros y pieles en tonos claros y medios. Se utilizan los colorantes DIANIX y FORONES de la empresa alemana DyStar. Son colorantes de buena solidez y de tamaño de partícula medio, lo que facilita su uso a la hora de pesarlos o eliminarlos. (Gonzales Lopez, 2006) Los colorantes dispersos son colorantes no iónicos que pueden aplicarse por agotamiento formando dispersiones finas estabilizadas mediante la adición de determinados tensioactivos con propiedades dispersantes. Aunque la definición propuesta es que los colorantes dispersos son insolubles en agua, en realidad tienen una baja solubilidad en agua. Las partículas de colorante se disuelven en su forma mono molecular y esta solubilidad está muy influenciada por las condiciones del medio, así como por otros factores, entre los que podemos nombrar, el agua, el pH del medio, la relación de baño, los dispersantes, los portadores, los igualadores, los electrolitos, entre otros, además de las altas temperaturas de trabajo. La teoría del mecanismo de tintura se basa en el principio de que los colorantes pueden penetrar en la fibra de poliéster cuando se encuentran en su forma mono molecular dispersa, es decir, el colorante debe disolverse primero en el baño de tintura para adsorberse en la superficie de la fibra y difundirse en ella en una etapa posterior. (Colorquimica, 2016) El procesos de tintura con colorantes dispersos consiste en tres procesos parciales según (Colorquimica, 2016) son: 1. Difusión de la solución o dispersión del colorante hacia la superficie de la fibra. 2. Adsorción del colorante por la superficie de la fibra. 3. Difusión del colorante desde la superficie hacia el interior de la fibra • Colorantes Reactivos (Valverde Flores, 2015) en su trabajo investigativo menciona que los colorantes reactivos: “Se sintetizan empleando un grupo cromóforo azoico o antroquinónico, tienen puntos reactivos de anclaje en la molécula, que, en presencia de álcali, reaccionan con los grupos hidroxilos de la celulosa y forman un enlace covalente”. Los colorantes reactivos, una vez fijados, no tienen capacidad de migración. Por lo tanto, una tintura desigual no se puede corregir por migración, sino que hay que decolorarla necesariamente. En los tintes reactivos, es conveniente tener un alto nivel de fijación, y una mínima hidrólisis del tinte, para tener una máxima eficacia en la tintura. Si es así, la cantidad de tinte a eliminar después de la tintura será menor, por lo que necesitaremos menos jabones, tendremos menos contaminación en vertidos (menos tinte hidrolizado), y una mayor garantía de tener una buena solidez a los tratamientos en húmedo. (Aguirre, 2017) Los colorantes reactivos, se pueden clasificar en los siguientes grupos: GRUPO A: Colorantes de baja temperatura (fríos), de alte reactividad y media sustantividad. Tiñen a 30 –50ºC. GRUPO B: Colorantes de temperatura media (tibios), de reactividad y sustantividad media. Tiñen a 60ºC. GRUPO C: Colorantes de temperatura alta (calientes), de reactividad baja y sustantividad alta. Tiñen a 70 –90ºC. Los colorantes reactivos más importantes según (Aguirre, 2017) son: • Vinilsulfona: colorantes de baja sustantividad y alta reactividad. Hay que tener precaución en la adición de álcali para evitar un teñido desigual, y el colorante hidrolizado se elimina con relativa facilidad, son muy utilizados en PadBatch, y también para el agotamiento. Son resistentes al sobreteñido ácido, pero son sensibles a los tratamientos alcalinos. Por esta razón, deben ser bien neutralizados antes del enjabonado, para evitar que se desprendan de la fibra. • Monoclorotriazina: son de baja reactividad (Procion HE y HEXL), y son sensibles a la retintura ácida, pero no a los tratamientos alcalinos, por lo que no es necesario neutralizarlos antes del enjabonado, no son adecuados para la tintura por agotamiento ni para la tintura Pad Batch. • Colorantes bifuncionales: representan los colorantes del GRUPO B (colorantes de temperatura media). Contienen dos grupos reactivos, uno vinilsulfona y otro monoclorotriazina, y son colorantes de sustantividad y reactividad medias. reactividad, y se utilizan principalmente en la tintura por agotamiento. • Colorantes Directos Los colorantes artificiales directos se llaman así porque tiñen la fibra sin necesidad de un segundo producto que actúe como mordiente. El colorante directo se aplica a la fibra previamente lavada y mojada, en un baño caliente con un buen volumen de agua. La adición de sal es necesaria para realzar el tono del color y la fijación se realiza con fijadores o ácido acético técnico. (EDYM, n.d.) Existen dos familias de colorantes directos y (EDYM, n.d.) los menciona a continuación: a) Colorantes azoicos: Los colorantes azoicos se derivan del difenil aminas. b) Colorantes tiazol: se llaman así porque contienen el anillo tiazol en su molécula. Estos colorantes son sólo amarillos, anaranjados y pardos. De acuerdo con (Valverde Flores, 2015) su estructura química molecular, se dividen en 2 grupos: • Azobenceno derivados. Predominan los mono-azoderivados y algunos diazoderivados. • Antraquinona derivados. Comprenden los derivados de la 1-amino- antraquinona, y de la 1,4 di-amino-antraquinona. Los colorantes directos se aplican para teñir fibras celulósicas, por ejemplo, el algodón • Colorantes Sulfurosos “Son sustancias sintéticas que forman compuestos de alto peso molecular insolubles en agua. Se obtienen a partir de la reacción de compuestos de azufre con aminas y ácidos. y ácidos. Tienen una alta resistencia al lavado, pero una limitada resistencia a la luz”. (Valverde Flores, 2015) Estos colorantes tienen diferentes constituciones químicas, pero todos son insolubles en agua. Por reducción en un medio alcalino se transforman en leucoderivados solubles en agua. El proceso de reducción se basa en la acción reductora del hidrógeno sobre el grupo carbonilo, transfiriéndolo al grupo alcohólico. Este teñido se realiza a una temperatura de 100 °C y dura entre 60 y 90 minutos. (EDYM, n.d.) El peligro de oxidación del tinte durante la tintura puede corregirse con un ligero exceso de sulfuro sódico, pero teniendo en cuenta que excederse influiría negativamente en el rendimiento del tinte. Una vez terminado el teñido en la fibra, ésta debe ser oxidada, para desarrollar la verdadera coloración y las propiedades finales de estos tintes. Se utilizan para la tintura de fibras celulósicas. Aunque son muy económicos, sus resultados son pobres en matices. Por tanto, el proceso de tintura con colorantes sulfurosos es el siguiente: - disolución del colorante - tintura - oxidación Los tratamientos posteriores con bases metálicas aumentan la solidez de estos tintes, así es como lo menciona (EDYM, n.d.): • El cobre (Cu) mejora las solideces a la luz. • El cromo (Cr) mejora la solidez al roce. Para evitar la liberación de ácido sulfúrico durante el almacenamiento, los productos se tratan con acetato de sodio, sin lavado posterior, y se secan. • Colorantes tina “Son insolubles en agua, su estructura molecular se basa en la antraquinona o los derivados del índigo. antraquinona o los derivados del índigo. Se utilizan en tejidos sometidos a lavados frecuentes e intensos”. (Valverde Flores, 2015, p. 25) Estos colorantes tienen diferentes constituciones químicas, pero todos son insolubles en agua. Por reducción en un medio alcalino se transforman en leucoderivados solubles en agua. El proceso de reducción se basa en la acción reductora del hidrógeno sobre el grupo carbonilo, transfiriéndolo al grupo alcohólico. Una vez realizada la tintura, es fácilmente oxidable por el oxígeno del aire. Estos colorantes dan tinturas más brillantes que los antraquinónicos, pero menos sólidos ante la luz y el lavado. Estos a su vez se dividen en: • derivados del índigo: bromoíndigo, tioíndigo • derivados de la antraquinona Los derivados de la antraquinona tienen mayor importancia comercial. Se pueden dividir en tres subfamilias: - derivados de la antraquinona - derivados de la indantrona - derivados de la dibenzatrona y del perileno Características tintóreas de los derivados y subderivados de la antraquinona: - Presentan buenas solideces en tonalidades intensas; no tan buenas en tonos pálidos. - En tintura en floca son sólidos al lavado y menos en tintura en pieza. - Son apreciados por su solidez al descrudado a presión y al blanqueo. - Generalmente se usan para tonos intensos. - Menos brillantes que los indigoides. • Colorantes con complejo metálico Los colorantes de complejos metálicos están formados por un átomo de metal al que se unen una o varias moléculas de colorante, generalmente ácido, formando un complejo de coordinación con afinidad por las proteínas y las fibras de poliamida, y desde el punto de vista del teñido son colorantes ácidos. Los colorantes de complejos metálicos son complejos de coordinación entre el colorante y un metal, generalmente Cromo, aunque también puede ser Cobre, Níquel, Cobalto, etc., siendo sólo necesario que el metal tenga orbitales libres que puedan llenarse con pares de electrones procedentes de átomos del colorante con carácter nucleófilo, como el oxígeno y el nitrógeno que tienen un par de electrones procedentes de átomos del colorante con carácter nucleófilo, como el oxígeno y el nitrógeno que tienen un par de electrones libres. (Cruz Pampa & Molina Masias, 2018, p. 60) Se trata de soluciones colorantes creadas por un proceso químico previo a la fase de tintura; en este caso el procedimiento es el siguiente: una o varias moléculas de colorante, generalmente ácidas, se asocian a un átomo de metal formando un complejo molecular con afinidad por las proteínas y las fibras de poliamida. La formación de este complejo químico se consigue calentando una solución acuosa del cromóforo con una sal de cromo trivalente, siempre en un medio con un pH inferior a 4. Aunque con ellos se obtiene una amplia gama de colores, adolecen de falta de brillo en azules, verdes y violetas. Suelen aplicarse a tejidos no retráctiles. (EDYM, n.d.) BIBLIOGRAFÍA: Aguirre, B. (2017). TINTURA DE FIBRAS CELULÓSICAS CON COLORANTES REACTIVOS (II). https://docplayer.es/53852095-Tintura-de-fibras-celulosicas-concolorantes-reactivos-ii.html Colorquimica. (2016). Colorantes Dispersos. NOVACET Colores Dispersos, 2. https://www.colorquimica.com.co/wp-content/uploads/2017/06/F-V-014NOVACET.pdf Cruz Pampa, A. J., & Molina Masias, G. P. (2018). Evaluación De La Acción De Diferentes Insumos Textiles Sobre El Desmontado De Colorante Reactivo ΑBromoacriloamida En Fibra De Alpaca Teñida Determinando Temperaturas, Tiempos Y Concentraciones. 1–278. http://repositorio.unsa.edu.pe/bitstream/handle/UNSA/6746/IQcrpaaj.pdf?sequence =1&isAllowed=y EDYM. (n.d.). Los colorantes. http://www.edym.net/Materia_prima_textil_gratis/2p/tintura/cap12.htm#:~:text=2. 1.1 Tintura de lana,a) Colorantes azoicos. Gonzales Lopez, I. Mi. (2006). Informe de suficiencia. 37. Pepe Guato, E. S. (2017). Universidad técnica del norte. 196. http://repositorio.utn.edu.ec/bitstream/123456789/6857/1/04 IT 195 TRABAJO DE GRADO.pdf QuimiNet. (2012). Tipos de colorantes textiles. https://www.quiminet.com/articulos/tipos-de-colorantes-textiles-2657620.htm Valverde Flores, L. R. (2015). ESTUDIO DE REPRODUCIBILIDAD DE COLORES CON TINTURAS TEXTILES EN FIBRAS DE POLIALGODÓN. 96. http://www.dspace.uce.edu.ec/bitstream/25000/5635/1/T-UCE-0017-140.pdf
