/ˈa-səd daɪ/ (chem, noun) thuốc nhuộm acid,
là một trong những loại thuốc nhuộm , theo định nghĩa hoá học là muối sodium ( ít thường xuyên hơn – là ammonium ) của acid sulfuric, carboxylic hoặc acid phenol hữu cơ. Thuốc nhuộm acid hòa tan trong nước và có hấp lực đối với sợi lưỡng tính trong khi ngược lại, thiếu ái lực trực tiếp đối với sợi cellulose . Khi nhuộm, liên kết ion với các đầu cation của sợi tạo thành liên kết cố định giữa các anion của màu và vật liệu được nhuộm . Acid được thêm vào bể nhuộm để tăng số lượng của nhóm amin được proton hoá trong sợi .
Sợi
Trong phòng thí nghiệm, tại nhà, hoặc trong các phòng nghệ thuật, loại acid được chọn dùng nhuộm thường là dấm (acetic acid) hoặc citric acid. Tỷ lệ hấp thụ của thuốc nhuộm được kiểm soát qua việc sử dụng sodium chloride. Trong dệt may, thuốc nhuộm acid có hiệu quả đối với các dòng sợi có thành phần là protein, nghĩa là sợi lông động vật như len, alpaca và mohair. Thuốc nhuộm acid cũng có hiệu quả trên lụa. Thuốc nhuộm cũng được dùng để nhuộm sợi nhân tạo nylon, nhưng không có hiệu quả và không được dùng với các dòng sợi nhân tạo khác.
Trong Y khoa
Trong y khoa, người ta dùng thuốc nhuộm acid để nhuộm các tiêu bản dùng cho kính hiển vi hoặc chẩn đoán y khoa. Thuốc nhuộm acid được sử dụng để tô màu các mô protein. Ngược lại, thuốc nhuộm cơ bản lại được sử dụng để nhuộm nhân tế bào và một số thành phần có tính acid khác của mô.
Mô tả
Thuốc nhuộm acid thường được chia thành ba nhóm lệ thuộc vào yêu cầu với độ bền màu, mức độ nhuộm và yếu tố kinh tế. Các nhóm này có thể chồng gối lên nhau và nói chung là phụ thuộc vào loại chất xơ cần được nhuộm cũng như qui trình ứng dụng.
Thuốc nhuộm acid được gắn vào sợi / xơ bằng liên kết hydro, lực Van der Waals và liên kết ion. Thuốc nhuộm thường được bán như là muối sodium, và do đó khi hoà tan chúng có tính anionic. Sợi protein động vật cũng như sợi nylon chứa nhiều đầu cationic trên bề mặt sợi. Vì vậy, có một sự thu hút mạnh từ phía các phân tử thuốc nhuộm anionic đến các đầu cationic trên sợi. Lực mạnh (độ bền) của liên kết này có liên quan đến chất lượng của thuốc nhuộm, bảo đảm duy trì tình trạng hòa tan trong nước trong quá trình làm ngưng kết các chất xơ.
Cấu trúc
Cơ bản hóa học của thuốc nhuộm acid khá phức tạp. Thuốc nhuộm thường là các phân tử thơm rất lớn gồm nhiều vòng liên kết. Thuốc nhuộm acid thường có một nhóm sulfo hoặc nhóm carboxy trên phân tử khiến cho chúng hòa tan trong nước. Nước là môi trường mà qui trình nhuộm diễn ra. Hầu hết các thuốc nhuộm acid có liên quan trong cấu trúc cơ bản như sau:
Loại anthraquinone : Nhiều thuốc nhuộm acid được tổng hợp từ các chất trung gian hóa học tạo thành có cấu trúc anthraquinon – như là trạng thái cuối cùng của chúng. Nhiều thuốc nhuộm màu xanh có cấu trúc này là hình dạng cơ bản. Cấu trúc này chiếm đa số trong nhóm thuốc nhuộm đều màu.
Thuốc nhuộm azo : Cấu trúc của thuốc nhuộm azo được dựa trên azobenzene, Ph- N = N- Ph (xem hình ảnh cho thấy ngay cis / trans đồng phân). Mặc dù thuốc nhuộm azo là một nhóm riêng biệt của thuốc nhuộm chủ yếu được sử dụng trong trong việc nhuộm sợi bông (cellulose), có nhiều thuốc nhuộxm acid có cấu trúc tương tự, đặc biệt nhất là màu đỏ.
Triphenylmethane: Thuốc nhuộm acid có cấu trúc liên quan đến triphenylmethane chiếm ưu thế trong nhóm xử lý làm dầy bề mặt sản phẩm nhuộm. Có rất nhiều thuốc nhuộm màu vàng và màu xanh lá cây được bán trên thị trường, dùng cho sợi, có liên quan đến triphenylmethane.
Các nhóm thuốc nhuộm acid
Cân bằng/nhuộm đều màu bằng thuốc nhuộm acid: tính chất nhuộm mức độ cao, có khả năng phối hợp ba màu sắc. Phân tử tương đối nhỏ do đó có khả năng dịch chuyển cao trước khi định hình . Độ bền màu ướt thấp nên thường không phù hợp cho vải may quần áo.
Thuốc nhuộm acid làm dầy bề mặt vải (milling acid dye): Có độ bền ướt trung bình đến cao. Một số thuốc nhuộm này có độ bền màu trong ánh sáng kém đối với màu nhạt. Nói chung không phối màu được. Chỉ sử dụng là tông màu đơn.
Thuốc nhuộm kim loại acid phức hợp: hóa học hiện đại phối hợp kim loại chuyển tiếp với tiền chất thuốc nhuộm để sản xuất thuốc nhuộm kim loại acid phức hợp có độ bền ánh sáng tuyệt cao và độ bền màu ướt. Các loại thuốc nhuộm này có hiệu quả kinh tế cao. Tuy nhiên thuốc nhuộm cho ra sắc màu nhạt.
Sức khỏe và độ an toàn
Tất cả các loại thuốc nhuộm bao gồm thuốc nhuộm acid có khả năng gây nhạy cảm ở người do cấu trúc phân tử phức tạp của chúng và cách thức mà chúng được chuyển hóa trong cơ thể. Tuy nhiên, việc này cực kỳ hiếm vì hiện nay chúng ta có một sự hiểu biết rộng hơn nhiều thông qua kinh nghiệm và kiến thức về các thuốc nhuộm.
Nguy cơ lớn nhất khiến gây bệnh bởi thuốc nhuộm là do ăn phải hoặc tiếp xúc với bụi thuốc nhuộm trực tiếp. Các trường hợp này thường chỉ giới hạn đối với công nhân trong ngành dệt may. Tự cơ bản, thuốc nhuộm chính nó thì không độc hại, tuy nhiên các phân tử này được chuyển hóa (thường là trong gan ), nơi chúng có thể bị tách ra và trở lại các chất trung gian ban đầu được sử dụng trong sản xuất thuốc nhuộm. Vì vậy, nhiều hóa chất trung gian được sử dụng trong sản xuất/ chế tạo ra thuốc nhuộm đã được xác định là độc hại và việc sử dụng chúng đã bị hạn chế. Có một xu hướng ngày càng tăng giữa các chính phủ về việc cấm nhập khẩu thuốc nhuộm tổng hợp từ các chất trung gian bị cấm hoặc bị hạn chế. Ví dụ : các thuốc nhuộm acid CI đỏ 128 bị cấm ở Âu Châu như nó đã được tìm thấy ở dạng chuyển hoá trong cơ thể, dạng ortho – toluidine , một trong những hoá chất trung gian của thuốc nhuộm.
Nhiều chất trung gian được sử dụng trong sản xuất thuốc nhuộm như ortho – toluidine , benzidine vv đã được xác định là các chất gây ung thư. Tất cả các công ty hóa chất lớn hiện nay đã không còn thị trường cho các thuốc nhuộm này.Tuy nhiên, một số nhỏ vẫn còn được sản xuất nhưng hàm lượng được tìm thấy là hoàn toàn an toàn khi kiểm công đoạn cuối trên xơ sợi. Dù vậy việc sử dụng các thuốc nhuộm này đang giảm nhanh chóng khi đã có các loại thuốc nhuộm khác thay thế, vừa rẻ và an toàn hơn trên thị trường.
Sự cố liên quan đến thuốc nhuộm Sudan 1 là một ví dụ về một loại thuốc nhuộm độc hại bị nghi ngờ lây nhiễm qua chuỗi thực phẩm. Tuy nhiên, cho đến nay sự cố tương tự như vậy rất hiếm xảy ra