ecológico

Scientific Reports volumen 12, número de artículo: 22339 (2022) Citar este artículo

1860 Accesos

1 Citas

9 altmétrica

Detalles de métricas

El proceso textil húmedo consume enormemente una gran cantidad de agua y productos químicos, por lo que ha ido creciendo la conciencia sobre una producción más limpia para proteger el medio ambiente de los efluentes industriales. En este contexto, el teñido reactivo de materiales celulósicos como los tejidos de algodón es un sector importante de la coloración textil que requiere el uso de una gran cantidad de sulfato de sodio o cloruro de sodio y álcali para agotar y fijar las moléculas de tinte con macromoléculas celulósicas, respectivamente. Sin embargo, la sal y los álcalis restantes en el efluente afectan negativamente al medio ambiente. Para ello, se planteó la hipótesis de que el uso de nitrilotriacetato trisódico (TNA) en el teñido reactivo de tejidos de algodón tenía un doble beneficio, uno como agente agotador (sal orgánica) y el segundo como agente fijador (base orgánica). Por lo tanto, las características del teñido por agotamiento de las telas de algodón que utilizan CI Reactive Yellow 145 (RY145) se optimizaron en diferentes condiciones de concentración de TNA, concentración de álcali, temperatura y tiempo de teñido. También se investigaron la intensidad del color y los valores de agotamiento primario y secundario teniendo en cuenta los valores obtenidos utilizando el método de teñido convencional. La caracterización de muestras de efluente con RY 145 tomadas después de teñir con TNA en comparación con el teñido convencional indicó una reducción eficiente de los valores de DQO, DBO y TDS en 99, 97 y 97%, respectivamente. El nuevo método de teñido se implementó utilizando CI Reactive Black 5 (RB5), CI Reactive Blue 160 (RB160) y CI Reactive Red 24 (RR24) para revelar buenas propiedades de teñibilidad y solidez comparables con las obtenidas con el método convencional. Los resultados globales obtenidos sugieren la idoneidad del TNA como un agente respetuoso con el medio ambiente adecuado como agente agotador y fijador de tejidos celulósicos.

Las fibras celulósicas son uno de los principales cultivos ampliamente explotados en las industrias textiles. Los tejidos textiles fabricados con estas fibras son superiores en comodidad y respetuosos con el medio ambiente. La coloración de tejidos celulósicos se basa principalmente en las excelentes características de teñido obtenidas de los tintes reactivos. Esta clase de tintes se fija en la tela formando enlaces covalentes mediante sustitución nucleófila o adición nucleófila de las moléculas de tinte con los grupos hidroxilo de la celulosa en condiciones alcalinas1,2,3. Sin embargo, los tejidos celulósicos en agua adquieren cargas superficiales negativas 4 que requieren el uso de una gran cantidad de sal inorgánica (es decir, cloruro de sodio o sulfato de sodio) para neutralizar las cargas superficiales y promover el agotamiento del tinte del baño de tinte hacia los tejidos. Además, es necesario el uso de álcali inorgánico (es decir, carbonato de sodio) para realizar el proceso de teñido con niveles satisfactorios de fijación del enlace tinte-fibra con propiedades mejoradas de solidez en húmedo.

Las cantidades requeridas de sales inorgánicas y álcalis son necesarias para mejorar el agotamiento del tinte reactivo y la eficiencia de fijación de la fibra del tinte5,6,7,8,9. Las cantidades de electrolitos pueden llegar hasta 100 g/L dependiendo del tono requerido, la estructura del tinte y el método de teñido 10. Generalmente, el proceso de teñido reactivo consume una cantidad notable de agua y casi todos los electrolitos inorgánicos, álcalis y tintes no fijados se descargan. a los efluentes de tintura, que en la mayoría de los casos son aguas y suelos contaminados11,12,13,14. En este contexto, el proceso de teñido por agotamiento, que representa el proceso más utilizado para teñir tejidos de algodón con tintes reactivos, podría generar un impacto ambiental sustancial con un mayor consumo de agua y productos químicos, así como la emisión de efluentes de tintes 14,15. Por lo tanto, la evaluación del desempeño de una tecnología moderna de teñido reactivo y la optimización del proceso se han vuelto necesarias para reducir el consumo de productos químicos, energía y agua16,17,18. Los intentos de reducir las cantidades de electrolitos inorgánicos en el teñido reactivo han incluido la aplicación de tintes reactivos bifuncionales, que pueden reaccionar más fácilmente con la celulosa y mostrar un mejor rendimiento de teñido incluso a bajas concentraciones de sal y álcali.

También existe un interés creciente en el uso de procedimientos de teñido reactivo innovadores, ecológicos y sostenibles logrados mediante el uso de alternativas biodegradables a las sales inorgánicas y/o álcalis no biodegradables19,20,21,22. Anteriormente, hemos informado sobre la viabilidad del uso de una sal de amina orgánica, a saber, sal tetrasódica de tetraacetato de etilendiamina (también conocida como edato de sodio, SE) como una sal alcalina biodegradable alternativa para el teñido reactivo por agotamiento de telas de algodón y sus mezclas para el Sal inorgánica convencional y álcali23,24,25. Esta sal también demostró ser una posible alternativa a la urea/álcali en la impresión reactiva mediante el proceso de vaporización 26. Además, Prabu y Sundrarajan 27 han informado sobre el uso de sal de citrato trisódico como alternativa a los electrolitos inorgánicos convencionales para el teñido por agotamiento de algodón con reactivos. Colorantes de tina directos y solubilizados. Además, el uso de nitrilotriacetato trisódico (TNA) y N,N-biscarboxilatometil-l-glutamato tetrasódico (GLDA) demostró ser una alternativa en el proceso de teñido con vapor de algodón con tintes reactivos 11,28,29,30.

Continuando con el interés de la investigación hacia una producción más limpia en las industrias textiles, se estudió el uso de nitrilotriacetato trisódico (TNA) como sal orgánica y álcali (pH 11, solución acuosa al 1%) en el teñido discontinuo de algodón con tintes reactivos11. Se investigaron los efectos de la concentración de TNA sobre las propiedades de teñido de diferentes tintes reactivos que contienen grupos MCT, VS y MCT/VS en el proceso de teñido por agotamiento de tejidos de algodón, el agotamiento del tinte y la fijación. Se determinaron las coordenadas de color CIELab y la intensidad del color en términos de valores K/S y se compararon con el teñido reactivo convencional en tejidos de algodón. Se investigaron varias variables, incluido el tipo de tinte reactivo y las cantidades de sal/álcali utilizadas para todos los tintes reactivos. Los resultados del teñido reactivo con TNA y los efluentes del baño de tinte se compararon con los obtenidos mediante los procesos convencionales. También se evaluaron las propiedades de solidez de tejidos de algodón teñidos utilizando diferentes tintes reactivos.

Una tela de algodón blanqueada de ligamento tafetán (160 g/m2, Ne 120/2, 69 puntas/cm, 22 puntas/cm) suministrada por El-Mahalla El-Kobra Company, Egipto, se lavó hirviéndola en un baño que contenía 5 g. /L de carbonato de sodio y 2 g/L de detergente no iónico (Sera wash M-RK DyStar, Egipto) durante 3 h, luego se enjuagó con agua fría y se secó al aire a temperatura ambiente. Cuatro tintes reactivos comerciales, que comprenden un tinte heterobifuncional monocloro-s-triazina/vinilsulfona (MCT/VS) (CI Reactive Yellow 145), un tinte homobifuncional Bis(MCT) (CI Reactive Blue 160), un tinte homobifuncional En esta investigación se utilizaron tinte bis (VS) (CI Reactive Black 5) y un tinte MCT monofuncional (CI Reactive Red 24). Estos tintes fueron suministrados por DyStar y Oh Young Industrial Co. Ltd. y utilizados tal como se recibieron. El nombre genérico de CI y las estructuras químicas de estos tintes se ilustran en la Tabla 1. Todos los colorantes obtenidos fueron de calidad comercial y se usaron sin purificación adicional. El sulfato de sodio anhidro (SS), el carbonato de sodio (SC) y el nitrilotriacetato trisódico (TNA) Fig. 1 se adquirieron en Fluka, Alemania.

La estructura química del nitrilotriacetato trisódico (TNA).

Se estudió la viabilidad del uso del método TNA en teñido reactivo, correspondiendo la temperatura/tiempo óptimo de teñido durante las etapas de agotamiento y fijación variando el tiempo de 0 a 60 min y la temperatura de 40 a 80 °C. Se investigó el efecto de añadir sal de TNA en lugar del sulfato de sodio y carbonato de sodio convencionales en las mismas condiciones de teñido.

Se produjo una serie de teñidos de TNA sin SS/SC utilizando un 2% de tono del tinte en una proporción de licor de 1:40. El proceso de teñido se inició a 40 °C con varias cantidades de TNA (0–70 g/L) durante 30 minutos de agotamiento primario, a menos que se especifique lo contrario. El proceso de teñido continuó durante 60 minutos más, mientras que luego se elevó la temperatura a 40–80 °C, a menos que se especifique lo contrario, para completar la etapa secundaria de agotamiento y fijación. El teñido convencional SS/SC de tela de algodón (muestra de referencia) se realizó reemplazando el nitrilotriacetato trisódico (TNA) por sulfato de sodio (SS) 50 g/L y carbonato de sodio (SC) 20 g/L. Se añadió SS a 40 °C en dos porciones en 30 min, y SC en dos porciones en 1 h. Toda la tela teñida se enjuagó con agua fría y el tinte no fijado se lavó usando una solución de 2 g/L de carbonato de sodio y 2 g/L de detergente no iónico a LR 1:50 y hirviendo durante 30 minutos (Fig. 2). .

El perfil de teñido de los métodos convencionales y TNA.

La K/S, el agotamiento y la fijación de la muestra teñida usando TNA se compararon con la muestra teñida convencional usando SS 50 g/L y SC 20 g/L. La intensidad del color (K/S) y las coordenadas de color de todos los tejidos teñidos se expresaron en el sistema de espacio de color CIELAB (a menudo indicado como coordenadas L*, a*, b*). De donde el valor de L* representa la luminosidad u oscuridad de la muestra (un valor de luminosidad más alto representa un rendimiento de color más bajo); a* denota enrojecimiento si el valor es positivo o verdor si es negativo; b* representa el color amarillento si es positivo o el azul si es negativo y C* especifica el croma y h denota el ángulo de tono también se midieron usando un espectrofotómetro Hunter Lab UltraScan PRO (EE. UU.) bajo iluminante D65, observador estándar 10.

Los valores de diferencia de color total (ΔE*) entre la muestra teñida con TNA y la convencional se calcularon utilizando la ecuación. (1):

donde ΔL*, Δa* y Δb* son las diferencias de los parámetros de color L*, a*, b* correspondientes a TNA y muestras teñidas convencionalmente, respectivamente.

La intensidad del color (K/S) de las telas teñidas después del lavado se registró utilizando la técnica de reflectancia de la luz aplicando la ecuación de Kubelka-Munk. (2) 31.

La reflectancia (R) de los tejidos teñidos se midió en un espectrofotómetro Shimadzu UV2401 (Japón).

donde R = Fracción decimal del reflejo del tejido teñido, K = Coeficiente de absorción y S = coeficiente de dispersión.

Los espectros de absorción de las soluciones de tinte antes y después del teñido se registraron mediante un espectrofotómetro UV-Visible Shimadzu UV2401PC al valor usando una curva de calibración obtenida previamente usando concentraciones de tinte conocidas (g/L) en agua para calcular el % de agotamiento y fijación de tintes sobre telas de algodón.

El grado de agotamiento logrado para el teñido al 2% (owf) en fibras de algodón se determinó mediante análisis espectroscópico del baño de tinte antes y después del teñido en diferentes momentos. La curva de calibración para cada tinte se determinó midiendo la absorbancia de la solución de tinte de concentración conocida. El porcentaje de agotamiento del baño de tintura logrado para cada tinte se calculó a partir de la ecuación. (3).

donde A1 es la concentración del baño de tinte antes de teñir, y A2 es la concentración del baño de tinte después de la etapa de agotamiento neutro (agotamiento primario, E1) y/o la etapa alcalina (agotamiento secundario, E2).

La determinación de la relación de fijación del tinte (%F) se midió separando las muestras teñidas a ebullición durante 30 minutos (proporción de licor 1:50) en un baño de ebullición que contenía 2 g/L de carbonato de sodio SC y 2 g/L de detergente no iónico hasta que Se eliminó todo el teñido no fijado. La relación de fijación del tinte (%F) se calculó como se presenta en la ecuación. (4).

donde A3, la concentración de colorante extraído después de hervir usando una solución de 2 g/L de carbonato de sodio y 2 g/L de detergente no iónico durante 30 min a ebullición LR 1:50.

Los análisis de laboratorio de la demanda química de oxígeno (DQO), la demanda bioquímica de oxígeno (DBO) y el total de sales disueltas TDS del baño de tinte residual se llevaron a cabo de acuerdo con los Métodos estándar para el examen de agua y aguas residuales [APHA, Métodos estándar para el examen de la Asociación Estadounidense de Salud Pública Agua y aguas residuales, edición 23, Washington, DC (2015)].

Después de lavar usando 2 g/L SC y 2 g/L de detergente no iónico hasta que se eliminó todo el tinte no fijado, se analizó una muestra de telas de algodón teñidas con un 2% de profundidad de sombra de acuerdo con los métodos de prueba estándar ISO. La prueba de solidez al lavado se evaluó de acuerdo con el método estándar ISO 105-C06 B2S (2010) utilizando 4 g/L de detergente ECE, 1 g/L de perborato de sodio, 25 bolas de acero) a 50 °C durante 30 min y a una relación de baño de 50:1. La solidez a la transpiración ácida y alcalina se determinó con un perspirómetro ajustado a una presión, temperatura y tiempo específicos de acuerdo con la norma ISO 105-E04 (2008). Cualquier cambio en el color de las muestras teñidas (Alt) y la tinción de color en las telas adyacentes de algodón (SC) y poliéster (SP) sin teñir se evaluó con las escalas de grises ISO correspondientes para el cambio de color y las tasas de tinción. La solidez a la luz también se evaluó mediante una prueba de lámpara de arco de xenón de acuerdo con la norma ISO 105-B02 (2013).

El presente estudio explora el uso de TNA (Fig. 1), al ser una sal de sodio orgánica, puede actuar como electrolito para agotar tintes reactivos aniónicos en fibras de algodón y, en última instancia, promover la fijación del tinte y el rendimiento del color debido a su alcalinidad, como el editato de sodio. 24,25,26. En la Fig. 3 se presenta la interacción de teñido de la sal de TNA para el método de teñido por agotamiento con el tinte reactivo.

Diagrama esquemático de la interacción de la sal de TNA con tejido de algodón durante el teñido por agotamiento con tinte reactivo.

Se sabe que al ser el teñido un proceso exotérmico, se prevé que el agotamiento del tinte reactivo dado sea de valores más bajos a una temperatura de teñido más alta. Además, los problemas asociados con la hidrólisis del tinte reactivo y la baja absorción del tinte serían menos pronunciados si el tinte reactivo utilizado fuera más estable frente a la hidrólisis y más resistente a la variación en las condiciones de teñido. Dado que se esperaría que el uso de una base orgánica fuera más conveniente para teñir telas de algodón con tintes reactivos, el propósito de este trabajo fue examinar el rendimiento del teñido de la variación de la clase de tinte reactivo usando TNA. El pH del baño de tinte que contiene 50 g/L de TNA es aproximadamente 10, lo que activa la reacción de sustitución nucleofílica del grupo reactivo ubicado en la molécula de tinte con el grupo hidroxilo primario en el tejido de algodón, similar al comportamiento del edate de sodio 11,23,24,25 ,28. El siguiente estudio de investigación optimizó el uso de TNA como agente agotador y fijador para el teñido de algodón utilizando el tinte RY 145. Las condiciones seleccionadas se aplicaron utilizando diferentes categorías de tintes reactivos como se muestra en la Tabla 1.

Estudiar las cantidades óptimas de TNA durante el proceso de tintura es un factor esencial desde el punto de vista económico frente a la sal convencionalmente inorgánica (SS). Se utilizaron diferentes concentraciones de TNA de 0 a 70 g/L para teñir telas de algodón con RY 145. El efecto de la concentración de TNA sobre el agotamiento del tinte y la intensidad del color de las muestras teñidas se registraron dentro del rango de 0 a 70 g/L utilizado. como se presenta en las Figs. 4 y 5, respectivamente, de los cuales el mayor agotamiento tanto del %E1 primario como del %E2 secundario y la intensidad del color se observaron con 50 g/L de TNA para un tono de tinte del 2% (owf). Al comparar el método de teñido convencional con el método TNA, el K/S fue casi similar, con un aumento menor en el caso de usar TNA.

El efecto de la concentración de TNA en la intensidad del color (K/S) registrada en muestras teñidas lavadas para el tinte reactivo RY 145, 2% owf, LR 1:40 a 70 °C usando 50 g/L de TNA en comparación con el teñido convencional usando SS 50 g/L y SC 20 g/L.

El efecto de la concentración de TNA en el agotamiento primario y secundario (%E1, %E2) para el tinte reactivo RY 145, 2% owf, LR 1:40, %E1 40 °C después de 30 min de comenzar a teñir, %E2 después de 60 min de alcanza los 70 °C usando 50 g/L de TNA en comparación con el teñido convencional usando SS 50 g/L y SC 20 g/L.

En comparación con el método de teñido reactivo convencional, se cree que el grado de agotamiento del tinte parece influir en el grado de absorción del tinte y de fijación de la fibra del tinte. Con la adición de TNA al baño de tinte, se forma una reacción simultánea entre los sitios reactivos del tinte y los grupos hidroxilo en la fibra, por lo que el agotamiento primario presente durante la etapa inicial del proceso de teñido podría conducir al agotamiento del tinte secundario y a la formación de enlaces covalentes. , lo que resulta en un grado relativamente alto de agotamiento y fijación en cantidades más altas de TNA, de actuar como una base orgánica.

Los datos resumidos en la Tabla 2 representan la diferencia de color ΔE* y K/S al cambiar la concentración de TNA en comparación con la muestra teñida convencionalmente (muestra de referencia). De los resultados, podemos concluir que el valor ΔE* fue cercano a 1 con 50 g/L de TNA, lo que significa una diferencia de color muy cercana en comparación con la muestra en blanco.

El efecto de la concentración de SC sobre la intensidad del color de las telas teñidas usando TNA se investigó en presencia de diferentes concentraciones de SC que oscilaban entre 0 y 20 g/L y el pH del baño de tinte a diferentes concentraciones de SC 0, 5, 10, 15. y 20 g/l se variaron de 9,5 a 11,7 en presencia de 50 g/l de TNA, mientras que para 0 g/l de SC y 0 g/l de TNA el pH fue de 7,5. En comparación con el método convencional, los valores K/S obtenidos no revelaron ningún efecto significativo en la intensidad del color y la diferencia de color, como se presenta en la Tabla 3, lo que indica que el TNA actúa como un agente fijador como se muestra en la Fig. 6. Sin embargo, la presencia de SC fue fundamental para la fijación del tinte mediante SS, ya que su ausencia revelaba un valor K/S muy bajo (0,33) y la diferencia de color era muy alta. Estos datos de color tan bajos se deben al tinte no fijado para enfatizar que el método convencional requiere la presencia de álcali para la fijación del tinte. En otras palabras, el TNA demostró ser eficaz como agente fijador.

El efecto de la concentración de SC en K/S se registró en muestras teñidas lavadas en presencia de TNA 50 g/L, 2% de concentración de tinte, LR 1:40 a 70 °C, 60 min, en comparación con el teñido convencional usando RY 145.

El agotamiento y la fijación secundarios se investigaron a diferentes temperaturas, entre 40 y 80 °C, como se muestra en la Fig. 7. El mejor agotamiento y fijación se observaron a 70 °C para el método TNA, como se esperaba para esta clase de tintes.

El efecto de la temperatura de agotamiento secundario usando TNA 50 g/L, 2% owf de tinte RY 145, LR 1:40 a diferentes temperaturas usando 50 g/L de TNA durante 60 min.

En diferentes tiempos se estudió el agotamiento utilizando las sales SS y TNA a 40 °C. Como se muestra en la Fig. 8, el agotamiento primario aumentó al aumentar el tiempo en ambos casos hasta 30 min, más allá del cual no se observó diferencia significativa entre ambos métodos. El efecto del tiempo de fijación del teñido presentado en la Fig. 9 revela un aumento en el agotamiento secundario y la fijación al aumentar el tiempo de teñido durante 60 min a 70 °C.

El efecto del tiempo de agotamiento primario a 40 °C, 2 % de la concentración de tinte RY 145, LR 1:40 usando 50 g/L de TNA en comparación con el teñido convencional usando 50 g/L SS, 20 g/L SC.

El efecto del tiempo de agotamiento secundario y la fijación utilizando 50 g/l de TNA, 2 % owf, tinte RY 145, LR 1:40 a 70 °C.

Se investigó el comportamiento de teñido de diferentes categorías de tintes reactivos (Tabla 1, Fig. 10) en telas de algodón para comprender mejor el efecto del uso de TNA en lugar de usar una alta carga de sales inorgánicas y álcalis que se usan convencionalmente.

Agotamiento primario (%E1), secundario (%E2) y fijación (%F) para diferentes tintes reactivos usando 50 g/L de TNA, 2% owf, LR 1:40 durante 60 min de teñido a 60, 70, 80 °C. para RB5, RY 145, RR 24 y RB 160, respectivamente y en comparación con el teñido convencional con 50 g/L SS y 20 g/L SC.

Las condiciones óptimas de teñido utilizando 50 g/L de TNA durante 30 min a 40 °C como tiempo de agotamiento primario y 60 min como tiempo de fijación se aplicaron utilizando diferentes colorantes reactivos (RB 5, RB 160, RR 24). Los porcentajes de agotamiento y fijación del tinte del método de teñido reactivo TNA y sus valores de intensidad del color se muestran en las Figs. 10 y 11. Los resultados indican que los valores de agotamiento y fijación fueron muy cercanos a los obtenidos mediante el método de tintura convencional con sal global. En la Fig. 12 se muestran imágenes de las telas teñidas usando diferentes tintes en el método TNA y el método SS en presencia y ausencia de SC.

Se evaluó la intensidad del color de diferentes tintes sobre tela de algodón utilizando 2% de tinte owf, LR 1:40 y TNA 50 g/L para un tiempo de agotamiento de 60 min y se comparó con su correspondiente método de teñido convencional.

Imágenes de las telas de algodón teñidas de diferentes tintes usando el método convencional (SS 50 g/L, SC 20 g/L comparado con 50 g/L método TNA y la muestra teñida usando sal global 50 g/L con 0 g/L de sodio carbonato para 2% owf, LR 1:40.

El uso de TNA como material de teñido auxiliar para el teñido reactivo de tejidos de algodón resultó un éxito como agente agotador y fijador. La Figura 13 muestra el mecanismo de teñido de tintes reactivos en telas de algodón usando TNA. Se sabe que los materiales celulósicos adquieren cargas superficiales negativas al sumergirlos en agua 4. Por tanto, es convencional agregar sal inorgánica para cubrir las cargas superficiales y evitar las repulsiones electrostáticas mutuas entre la superficie de los tejidos y las moléculas de tinte. Por lo tanto, se imaginó utilizar un grupo amino que contenga una sal orgánica biodegradable para actuar como agente agotador y fijador. Como se muestra en la Fig. 12, la primera fase del teñido revela la formación de una doble capa eléctrica entre las superficies del tejido y los cationes de sodio del TNA, suprimiendo así la repulsión para permitir el agotamiento del tinte. En la segunda fase, y mientras las moléculas de TNA se encuentran muy próximas a los sitios activos de los tejidos, se produce la abstracción de protones en virtud de los aniones hidroxilo del TNA y permitiendo así la fijación del colorante mediante adición nucleófila (colorantes reactivos tipo VS) o nucleófila. sustitución (tintes reactivos tipo MCT) sobre tejidos de algodón.

Mecanismo de teñido de tintes reactivos sobre tejidos de algodón utilizando TNA.

La cantidad total de oxígeno disuelto que se conoce como demanda química de oxígeno (DQO), demanda biológica de oxígeno (DBO) y sal disuelta total (TDS) se analizó tanto en efluentes convencionales como en TNA como se resume en la Tabla 4. Los resultados muestran una reducción significativa de DQO, DBO y TDS en un 99, 97 y 97%, respectivamente, utilizando el método TNA en comparación con el método convencional.

Los resultados obtenidos usando el método TNA en comparación con los obtenidos usando el método convencional resumido en la Tabla 5 no mostraron ningún cambio en las propiedades de solidez en todas las categorías estudiadas de colorantes reactivos. Estos resultados indican que el método TNA es tan eficaz en la coloración como el método convencional y, por lo tanto, podría ser un enfoque alternativo variable para el teñido respetuoso con el medio ambiente.

Se ha explorado el potencial de reemplazar las cargas de materiales inorgánicos dañinos utilizados en el teñido reactivo por lotes convencional de telas de algodón con TNA como un agente alternativo respetuoso con el medio ambiente que podría actuar con doble función como agente fijador y agotador. Para ello, se seleccionaron diferentes clases de colorantes reactivos para demostrar el éxito del uso de TNA en el agotamiento y fijación del teñido en tejidos de algodón. Independientemente del mecanismo de fijación (adición o sustitución nucleofílica), el TNA demostró ser un material auxiliar biodegradable viable para el teñido ecológico de tejidos de algodón con tintes reactivos. Utilizando TNA en comparación con el método contaminante convencional, se obtuvo una reducción eficiente de los valores de DQO, DBO y TDS del 99, 97 y 97%, respectivamente. Las buenas propiedades de teñido reactivo obtenidas sugieren que el TNA es un agente alternativo viable para una producción más limpia en las industrias textiles.

Todos los datos generados o analizados durante este estudio se incluyen en este artículo publicado.

Zollinger, H. Química del color: síntesis, propiedades y aplicaciones de tintes y pigmentos orgánicos 3ª ed. (Verlag Helvetica Chimica Acta, 2003).

Google Académico

Broadbent, AD, Sociedad de Tintoreros y Coloristas. Principios básicos de la coloración textil (Sociedad de Tintoreros y Coloristas, 2001).

Google Académico

King, D. Teñido de algodón y productos de algodón. Texto de Woodhead. Ser. https://doi.org/10.1533/9781845692483.2.353 (2007).

Artículo de Google Scholar

Grancaric, AM, Ristic, N., Tarbuk, A. & Ristic, I. Fenómenos electrocinéticos del algodón cationizado y su teñibilidad con tintes reactivos. Texto de fibras. Europa del Este. 21, 106-110 (2013).

CAS Google Académico

Youssef, YA, Kamel, MM, Taher, MS, Ali, NF y Abd El Megiede, SA Síntesis y aplicación de colorantes reactivos disazo derivados de derivados de sulfatoetilsulfona pirazolo [1,5-a]pirimidina. J. Química saudita. Soc. 18, 220–226. https://doi.org/10.1016/j.jscs.2011.06.015 (2014).

Artículo CAS Google Scholar

Lewis, DM Desarrollos en la química de tintes reactivos y sus procesos de aplicación. Tecnología de color. 130, 382–412. https://doi.org/10.1111/cote.12114 (2014).

Artículo CAS Google Scholar

Mohamed, F. & Youssef, Y. Síntesis y aplicación de colorantes reactivos bifuncionales del ácido pirazolo [1,2-a] pirazol 3-carboxílico. Tecnología de resina pigmentada. 41, 49–54. https://doi.org/10.1108/03699421211192280 (2012).

Artículo CAS Google Scholar

Pei, LJ, Gu, XM & Wang, JP Teñido sostenible de tejidos de algodón con tinte reactivo en emulsión de aceite de silicona para mejorar la absorción de tinte y reducir las aguas residuales. Celulosa 28, 2537–2550. https://doi.org/10.1007/s10570-020-03673-x (2021).

Artículo CAS Google Scholar

Youssef, YA, Mousa, AA, Farouk, R. & El-Kharadly, EA Teñido de algodón con un colorante reactivo disulfuro bis(etilsulfona-sulfatoetilsulfona)disazo bifuncional. Tecnología de color. 121, 249–254 (2005).

Artículo CAS Google Scholar

Madaras, G., Parish, G. & Shore, J. Teñido por lotes de tejidos celulósicos (COSUDE, 1993).

Google Académico

Khatri, A., Padhye, R. & White, M. El uso de triacetato de nitrilo trisódico en el teñido de algodón con vapor de agua con tintes reactivos. Tecnología de color. 129, 76–81. https://doi.org/10.1111/j.1478-4408.2012.00410.x (2013).

Artículo CAS Google Scholar

Shu, D. y col. Influencia de la velocidad de calentamiento de la tela en el teñido con almohadilla de vapor sin sal de tinte reactivo. J. Texto. Res. 39, 106-111 (2018).

Google Académico

Bide, M. Aplicación de tintes ambientalmente responsable. En Aspectos ambientales del teñido de textiles (ed. Bide, M.) 74–92 (Elsevier, 2007).

Capítulo Google Scholar

Khatri, A., Peerzada, MH, Mohsin, M. & White, M. Una revisión sobre los avances en el teñido de tejidos de algodón con tintes reactivos para reducir la contaminación de efluentes. J. Limpio. Pinchar. 87, 50–57. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2014.09.017 (2015).

Artículo CAS Google Scholar

Siddiqua, UH y cols. Tintes azo reactivos heterofuncionales aplicados sobre tejidos celulósicos y optimización de las condiciones de teñido para mejorar las propiedades de teñido. J. Ing. Tela de fibra. 16, 1558925021996710 (2021).

CAS Google Académico

Blackburn, RS y Burkinshaw, SM Tratamiento de celulosa con polímeros nucleofílicos catiónicos para permitir el teñido reactivo a pH neutro sin adición de electrolitos. J. Aplica. Polimero. Ciencia. 89, 1026-1031. https://doi.org/10.1002/app.12226 (2003).

Artículo CAS Google Scholar

Bhuiyan, MAR, Shaid, A. & Khan, MA Cationización de fibra de algodón mediante quitosano y su teñido con tinte reactivo sin sal. Química. Madre. Ing. 2, 96-100. https://doi.org/10.13189/cme.2014.020402 (2014).

Artículo de Google Scholar

Toprak, T., Anis, P., Kutlu, E. y Kara, A. Efecto de la modificación química con 4-vinilpiridina en el teñido de tejidos de algodón con colorantes reactivos. Celulosa 25, 6793–6809. https://doi.org/10.1007/s10570-018-2026-6 (2018).

Artículo CAS Google Scholar

Anis, P., Toprak, T. y Kutlu, E. Teñido reactivo ecológico asistido por sericina para tejidos de algodón. Celulosa 26, 6317–6331. https://doi.org/10.1007/s10570-019-02464-3 (2019).

Artículo CAS Google Scholar

Das, D., Bakshi, S. y Bhattacharya, P. Teñido de algodón modificado con sericina con tintes reactivos. J. Texto I 105, 314–320. https://doi.org/10.1080/00405000.2013.839353 (2014).

Artículo CAS Google Scholar

Liu, LJ & Yao, JB Aplicación de betaína en el teñido de algodón bajo en sal con tintes reactivos. Aatcc Rev.11, 52–57 (2011).

CAS Google Académico

Arivithamani, N. & Dev, VRG Teñido reactivo sin sal de tejidos de calcetería de algodón mediante aplicación exhaustiva de un agente catiónico. Carbohido. Polimero. 152, 1–11. https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2016.06.087 (2016).

Artículo CAS Google Scholar

Youssef, YA, Ahmed, NSE, Mousa, AA y El-Shishtawy, RM Teñido alcalino de tejidos de poliéster y mezclas de poliéster/algodón utilizando edetato de sodio. J. Aplica. Polimero. Ciencia. 108, 342–350. https://doi.org/10.1002/app.27667 (2008).

Artículo CAS Google Scholar

El-Shishtawy, RM, Youssef, YA, Ahmed, NSE y Mousa, AA El uso de edato de sodio en el teñido: II. Teñido de unión de mezclas de algodón y lana con colorantes reactivos heterobifuncionales. Tintes pigmentos 72, 57–65. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2005.07.017 (2007).

Artículo CAS Google Scholar

Ahmed, NSE El uso de edato de sodio en el teñido de algodón con tintes reactivos. Tintes pigmentos 65, 221–225. https://doi.org/10.1016/j.dyepig.2004.07.014 (2005).

Artículo CAS Google Scholar

Ahmed, NSE, Youssef, YA, El-Shishtawy, RM y Mousa, AA Impresión de algodón sin urea ni álcalis con tintes reactivos. Tecnología de color. 122, 324–328. https://doi.org/10.1111/j.1478-4408.2006.00047.x (2006).

Artículo CAS Google Scholar

Prabu, HG & Sundrarajan, M. Efecto del citrato trisódico biosal en el teñido de algodón. Tecnología de color. 118, 131-134 (2002).

Artículo CAS Google Scholar

Khatri, A. Uso de sales orgánicas biodegradables para el teñido con vapor de agua de textiles de algodón con tintes reactivos para mejorar la sostenibilidad del proceso. En t. Proc. Economía. Desarrollo. Res. 18, 84–89 (2011).

Google Académico

Ali, R., Ali, S., Khatri, A. y Javeed, A. Uso de sal orgánica biodegradable para teñir prendas de algodón para reducir la contaminación de los efluentes. Tecnología de color. https://doi.org/10.1111/cote.12599 (2022).

Artículo de Google Scholar

Muhammed, N. & Govindan, N. Celulosa de algodón modificada con urea y su capacidad de teñido con tintes reactivos. Química celular. Tecnología. 54, 553–570. https://doi.org/10.35812/CelluloseChemTechnol.2020.54.56 (2020).

Artículo CAS Google Scholar

Judd, DB y Nickerson, D. Relación entre las escalas del sistema de color natural sueco y Munsell. J. Optar. Soc. Soy. 65, 85–90. https://doi.org/10.1364/Josa.65.000085 (1975).

Artículo ADS CAS Google Scholar

Descargar referencias

Los autores están muy agradecidos al Centro Nacional de Investigación (NRC), Instituto de Tecnología e Investigación Textil, Dokki, Giza, Egipto, por el apoyo y la financiación. Agradecen al Centro de Excelencia para Tecnologías y Productos Textiles Innovadores de NRC por permitirnos utilizar todas las instalaciones y aparatos.

Financiamiento de acceso abierto proporcionado por la Autoridad de Financiamiento de Ciencia, Tecnología e Innovación (STDF) en cooperación con el Banco Egipcio de Conocimiento (EKB).

Departamento de Teñido, Estampado y Auxiliares Textiles, Instituto de Tecnología e Investigación Textil, Centro Nacional de Investigación, 33 EL Buhouth St., Dokki, Giza, 12622, Egipto

Tarek S. Aysha, Nahed S. Ahmed, Mervat S. El-Sedik, Yehya A. Youssef y Reda M. El-Shishtawy

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

También puedes buscar este autor en PubMed Google Scholar.

TA, ME y NA gestionaron el trabajo experimental y prepararon las figuras; YY interpretación de los datos; RE-S. y YAY escribió el manuscrito principal; Todos los autores revisaron el manuscrito.

Correspondencia a Tarek S. Aysha.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

Springer Nature se mantiene neutral con respecto a reclamos jurisdiccionales en mapas publicados y afiliaciones institucionales.

Acceso Abierto Este artículo está bajo una Licencia Internacional Creative Commons Attribution 4.0, que permite el uso, compartir, adaptación, distribución y reproducción en cualquier medio o formato, siempre y cuando se dé el crédito apropiado al autor(es) original(es) y a la fuente. proporcione un enlace a la licencia Creative Commons e indique si se realizaron cambios. Las imágenes u otro material de terceros en este artículo están incluidos en la licencia Creative Commons del artículo, a menos que se indique lo contrario en una línea de crédito al material. Si el material no está incluido en la licencia Creative Commons del artículo y su uso previsto no está permitido por la normativa legal o excede el uso permitido, deberá obtener permiso directamente del titular de los derechos de autor. Para ver una copia de esta licencia, visite http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Reimpresiones y permisos

Aysha, TS, Ahmed, NS, El-Sedik, MS et al. Teñido por agotamiento ecológico sin sal ni álcalis de tejidos de algodón con tintes reactivos. Representante científico 12, 22339 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-26875-8

Descargar cita

Recibido: 10 de agosto de 2022

Aceptado: 21 de diciembre de 2022

Publicado: 26 de diciembre de 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-26875-8

Cualquier persona con la que compartas el siguiente enlace podrá leer este contenido:

Lo sentimos, actualmente no hay un enlace para compartir disponible para este artículo.

Proporcionado por la iniciativa de intercambio de contenidos Springer Nature SharedIt

Al enviar un comentario, acepta cumplir con nuestros Términos y pautas de la comunidad. Si encuentra algo abusivo o que no cumple con nuestros términos o pautas, márquelo como inapropiado.