Les colorants dispersés sont une classe de colorants synthétiques contenant de petites molécules hydrophobes en leur sein. Leur composition chimique détermine directement leur dispersibilité, leur capacité de pénétration et leur solidité des couleurs dans les fibres hydrophobes telles que le polyester. Du point de vue de la structure moléculaire, les colorants dispersés sont principalement constitués d’un squelette conjugué chromogène et de substituants fonctionnels. La plupart ne contiennent pas de groupes fortement hydrosolubles - et sont des composés non ioniques ou faiblement polaires. Cette caractéristique leur permet de se disperser dans l'eau sous forme de suspensions et de se diffuser à l'intérieur des fibres via une diffusion à haute -température.
Les squelettes chromogènes courants comprennent les cétones azoïques, anthraquinone, styrène et quinoléine. Les colorants azoïques dispersés utilisent –N=N– comme pont chromogène, présentant une flexibilité structurelle élevée et générant facilement une riche gamme de teintes jaunes, oranges, rouges et brunes. Leurs voies de synthèse sont matures, ce qui leur confère un avantage en termes de couverture chromatographique. Les colorants dispersés d'anthraquinone possèdent un système conjugué plan rigide avec une large plage de transition électronique, ce qui donne des couleurs vives et une résistance à la lumière et au lavage exceptionnelles. Ils sont souvent utilisés dans des applications textiles extérieures ou haut de gamme où une grande solidité des couleurs est requise. Les colorants styrène et quinoléine présentent des teintes bleues et vertes saturées, possèdent une bonne stabilité thermique et une bonne résistance à la sublimation, ce qui les rend adaptés au traitement à haute -température et à l'impression sur des fibres synthétiques.
Les substituants introduits dans le squelette conjugué jouent un rôle de réglage-dans les propriétés du colorant. Les groupes alkyle ou aryle hydrophobes peuvent améliorer la compatibilité avec les molécules de polyester et le taux de diffusion thermique, mais des quantités excessives peuvent réduire la stabilité de la dispersion dans l'eau ; de petites quantités de groupes polaires (tels que –Cl, –CN) peuvent affiner-la couleur et améliorer la résistance à la lumière. Les colorants dispersés n'introduisent généralement pas de groupes fortement solubles dans l'eau- tels que des groupes acide sulfonique pour maintenir l'hydrophobie, mais pour former un système de dispersion aqueux stable, des dispersants anioniques ou non ioniques doivent être ajoutés pendant la préparation. Bien que ces auxiliaires ne participent pas au développement de la couleur, ils affectent la dispersion des particules et la stabilité au stockage dans le système de composition chimique.
Du point de vue de la stabilité chimique, certaines structures azoïques peuvent se briser sous l'effet d'un acide fort, d'un alcali fort ou de conditions prolongées à haute température-, entraînant des changements de couleur ou une diminution de l'intensité. Par conséquent, les plages de pH et de température doivent être contrôlées pendant les processus de teinture et après-traitement. La recherche et le développement modernes sur les colorants dispersés ont tendance à utiliser des intermédiaires et des systèmes de solvants biodégradables et à faible toxicité pour réduire les amines aromatiques nocives et les résidus de métaux lourds, répondant ainsi aux exigences de sécurité chimique de la fabrication verte.
D'une manière générale, la composition chimique des colorants dispersés est principalement basée sur un chromophore conjugué hydrophobe, avec une couleur, une solidité et une compatibilité de processus spécifiques obtenues grâce à la modification des substituants et à la formulation du dispersant. Une compréhension approfondie de leur composition chimique constitue une base cruciale pour optimiser les processus de synthèse, améliorer les performances des produits et développer de nouveaux produits respectueux de l’environnement.
