Сернистые красители представляют собой сложные органические соединения, получаемые путем воздействия серы, полисульфидов натрия или других содержащих серу веществ на некоторые органические соединения ароматического ряда. Они нерастворимы в воде и переводятся в водный раствор с помощью сернистого натрия, который обладает сильными восстановительными и щелочными свойствами. Натриевые соли лейкосоединения сернистых красителей имеют сродство к целлюлозному волокну, поэтому из щелочных растворов они хорошо им адсорбируются, и после окисления на волокне образуются прочные окраски исходных красителей.
Эти процессы аналогичны процессам, происходящим при крашении кубовыми красителями.
Излишек сернистого натрия замедляет выбираемость красителя из ванны. Добавки соли, также как и при крашении прямыми красителями, способствуют выбиранию. Выбираемость красителя волокном возрастает с увеличением длительности крашения и концентрации красителя.
При помощи этих красителей можно получить окраски почти всей гаммы оттенков. В настоящее время отечественная красочная промышленность выпускает сернистые красители нескольких марок.
Окраски сернистыми красителями относятся к группе прочных. Так, светопрочность большинства цветных красителей находится в пределах 5 баллов, а сернистого черного - 6-7; прочность окраски к стирке при температуре 40° С - 4-5 баллов и к трению - 2-3 балла. Недостаточно высокую прочность окраски к трению обычно повышают путем дополнительной обработки ткани упрочняющими препаратами.
Сернистые красители, вследствие их дешевизны, простоты применения и относительно хорошей прочности окрасок, широко используют для крашения целлюлозных волокон и изделий из них.
Технические продукты содержат 25-30% красящего вещества, остальное приходится на долю влаги, тиосульфата, серы и др.
Строение сернистых красителей сложно и недостаточно еще изучено. Наиболее характерным для сернистых красителей является наличие дисульфидных групп, которые восстанавливаются в сульфгидрильные группы. Полученное при этом лейкосоединение растворяется в щелочи с образованием натриевой соли лейкосоединения.
Последовательно этот процесс происходит таким образом: сернистый натрий, применяемый для восстановления, в водном растворе гидролизуется до сульфгидрата и едкого натра. Сульфгидрат, гидролизуясь водой, выделяет водород для восстановления красителя.
Едкий натр служит для перевода лейкосоединения в растворимую натриевую соль.
Натриевая соль лейкосоединения адсорбируется волокном ткани и при промывке холодной водой подвергается гидролизу до свободного лейкосоединения, а затем окисляется до исходного красителя:
Для окисления в большинстве случаев достаточно кислорода, содержащегося в холодной воде; иногда приходится проводить окисление в воздушном зрельнике или обработкой в растворе хромпика с серной кислотой.
Для приготовления раствора красителя берут сернистого натрия (62%-ного) 50-200% к весу технического красителя. Относительное содержание сернистого натрия должно быть тем выше, чем ниже концентрация красителя в ванне. Так, при крашении на непрерывно действующем аппарате в черный цвет, т. е. при высокой концентрации красителя, достаточным количеством сернистого натрия (62%-ного) является 50% к весу красителя.
При крашении в светлые цвета, т. е. при относительно малой концентрации красителя в ванне, содержание сернистого натрия должно повышаться, и соотношение с красителем 1:1 является минимальным. Кроме красителя и сернистого натрия в ванну часто добавляют 3-5 г/л едкого натра.
Добавки едкого натра необходимы потому, что при крашении происходит гидролиз сернистого натрия и поглощение образовавшегося в результате гидролиза едкого натра волокном, а также взаимодействие его с примесями, находящимися в суровой ткани. Вследствие этого в ванне накапливается сульфгидрат, процесс крашения нарушается, а на ткани выпадает сера.
Раствор красителя приготовляют следующим образом: в предварительно отстоенный концентрированный раствор сернистого натрия при помешивании вводят краситель и горячую воду до нужного объема, затем раствор, все время помешивая, нагревают до кипения. В красильную ванну полезно вводить также смачиватели и диспергаторы, улучшающие равномерность окраски и степень прокрашивания ткани. В качестве смачивателя применяют контакт или некаль и в качестве диспергатора - триэтаноламин, сульфитцеллюлозные щелоки.
Крашение сернистыми красителями при периодическом способе ведут при температуре 80-90° С, чем достигается повышение скорости поглощения лейкосоединений. При непрерывном крашении температуру целесообразно поддерживать возможно более высокой (95-98° С).
В светлые тона окрашивают отбеленные ткани, в средние - отваренные, а в темные - обычно только расшлихтованные. Во всех случаях лучше брать мерсеризованную ткань, так как поглощение лейкосоединения красителя при этом значительно лучше.