Millised on uued süsinikkiust värvimise värvained?

Kuna süsinikkiust värvimise ja tehnoloogia arendamise järele kasvab kasvav nõudlus, on süsinikkiust värvimiseks ilmnenud mõned uued värvained. Nendel uutel värvainetel on eeliseid värvimise mõju ja keskkonnakaitse parandamisel:
Nanokomposiitvärvid
- Põhimõte: nanokomposiitvärvid ühendavad nanoosakesed spetsiaalsete funktsioonidega traditsiooniliste värvainetega. Nanoosakesed võivad olla metalli nanoosakesed (nagu hõbe, kuldne nanoosakesed), metalloksiidi nanoosakesed (näiteks titaandioksiid, tsinkoksiidi nanoosakesed) jne. Need nanoosakesed ühendatakse füüsikaliste või keemiliste mõjude kaudu. Värvimisprotsessi ajal võivad nanokomposiitvärvid süsinikkiudude pinnale paremini adsorbeeruda ja nanoosakesed saab täita süsinikkiudude mikroskoopilistesse pooridesse, et suurendada värvainete ja kiudude vastastikmõju.
- Eelised: nanokomposiitvärvid võivad märkimisväärselt parandada süsinikukiudude värvainete sügavust ja värvitoetust. Nanoosakeste väikese suuruse ja pinna efekti tõttu saavad nad parandada värvainete hajutavust ja muuta värvaine kiududele ühtlasemaks, parandades seeläbi värvimise heledust ja ühtlust. Lisaks on mõnel nanoosakesel erifunktsioonid, näiteks titaandioksiidi nanoosakestel on fotokatalüütilised isepuhastamisfunktsioonid. Selliseid nanoosakesi sisaldavate komposiitvärvidega värvitud süsinikkiududel võib olla täiendavaid omadusi, näiteks isepuhastus, samal ajal kui neil on hea värv.
Funktsionaalsed ioonsed vedelikud värvained
- Põhimõte: ioonilised vedelikud on soolad, mis on vedelikud toatemperatuuril või toatemperatuuri lähedal ning millel on ainulaadsed füüsikalised ja keemilised omadused, näiteks madala aururõhk, hea lahustuvus ja termiline stabiilsus. Funktsionaalsed ioonsed vedelikud värvained on rühmad, mille värvimisfunktsioonid on sisestatud ioonsete vedelike struktuuri. Süsinikkiust värvimisel võib ioonse vedeliku katioonne või anioonne osa süsinikkiu pinnal olevate rühmadega interakteeruda, et saavutada värvaine adsorptsioon ja fikseerimine.
- Eelised: seda tüüpi värvaine on hea lahustuvus ja töötletavus ning võib süsinikkiudu värvida leebemates tingimustes. Ioonsete vedelike madal volatiilsus muudab värvimisprotsessi keskkonnasõbralikumaks ja vähendab kahjulike gaaside heitkoguseid. Lisaks saavad funktsionaalsed ioonsed vedelikud värvained reguleerida ioonvedelike afiinsust ja värvimisomadusi süsinikkiududeks, kavandades nende struktuuri, et saavutada värvimine erinevate värvi- ja jõudlusnõuetega.
Looduslikud polümeeril põhinevad värvained
- Põhimõte: looduslike polümeermaterjalide, näiteks kitosaani, tselluloosi ja muude looduslike polümeeride põhjal välja töötatud värvained. Neid looduslikke polümeerisid on keemiliselt modifitseeritud ja võetakse kasutusele kromofoorid, et muuta need värvitavaks. Näiteks kitosaani poogitakse ja modifitseeritakse värviliste orgaaniliste rühmadega ning seejärel kasutatakse süsinikkiust värvimiseks. Looduslik polümeer ja süsinikkiud võivad värvaine kinnitumist läbi vesiniksidemete, van der Waalsi jõudude ja muude interaktsioonide kaudu.
- Eelised: looduslikel polümeeril põhinevatel värvainetel on hea biosobivus ja lagunemine ning vastavad keskkonnakaitse nõuetele. Need on laialdaselt saadaval ja suhteliselt madalad kulud. Samal ajal võivad need värvained anda süsinikkiududele mõned spetsiaalsed omadused, näiteks kitosaanil põhinevad värvained võivad muuta süsinikkiudude antibakteriaalsed omadused, laiendades süsinikkiudude rakendusvälja.