Schéma standard pour l’identification des colorants pour textiles
Par Aziz Lallam – Abdelaziz.lallam@uha.fr
La structure chimique des colorants pour textiles est souvent très complexe. L’identification précise de la formule chimique est toujours possible mais nécessite des moyens lourds est onéreux. Cependant, on peut trouver dans la base de données Color Index les formules chimiques brutes ou développées de la plupart des colorants tombés dans le domaine public. Il n’est pas nécessaire de connaitre la formule chimique exacte d’un colorant pour pouvoir l’utiliser, il suffit simplement de connaitre sa classe et de se référer au mode d’application fourni par le fabriquant. Dans cet article, nous présentons une procédure simple à mettre en œuvre pour identifier la majeure partie des classes de colorants pour supports textiles. La méthode d’analyse décrite dans cet article concerne les colorants déjà fixés sur les tissus mais qui reste valable pour l’identification des colorants non fixés.
I. Colorants pour fibres cellulosiques
1. Pigments :
Examen au microscope de fibres immergées dans un solvant optique comme par exemple le salicylate d’éthyle révèle la présence de pigments. Par exemple, la viscose teinte dans la masse, les particules de pigments sont visibles à l’intérieur de la fibre. Il en est de même lorsque le pigment fixé à l’extérieur par une résine. Il est à noter que certains pigments résistent aux tests relatifs à l’identification des colorants réactifs. Colorants réactifs et pigments peuvent se différencier les uns par rapport aux autres en les portant à ébullition dans le solvant organique N-méthyl-2-pyrolidone. Ce dernier enlève la résine et le pigment en même temps. Ce traitement n’affecte pas les colorants réactifs.
2. Elimination des résines infroissables :
Les résines infroissables peuvent être ôtées en traitant l’éprouvette trois fois par une solution d’acide chlorhydrique à 1 % portée à 100°C. Après rinçage à chaud, on examine le colorant.
3. Colorants réactifs :
Le test de reconnaissance consiste à traiter l’échantillon à 40 °C pendant 15 mn dans une solution de détergent non-ionique pour éliminer le colorant n’ayant pas réagi avec la fibre mais qui reste adsorbé en surface. Ensuite, rincer plusieurs fois et sécher.
Après séchage, on soumet l’échantillon à une série de traitements que l’on effectue dans l’ordre suivant :
a) Mélange d’acide acétique glacial et d’éthanol dans un rapport 1 : 1 en volume
b) Une solution d’ammoniaque à 1 %
c) Un mélange de DMF et d’eau dans un rapport de 1 : 1 en volume
d) DMF
Seul les colorants réactifs et Alcian (colorants phtalogènes) résistent à ce traitement. Les Alcian sont identifiés par leurs coloration caractéristique bleue ou verte
4. Les noirs d’Aniline :
En appliquant le test spécifique aux colorants azoïques et cuve, le noir vire rapidement au brun et peut être régénéré en l’exposant l’air. La présence de ces colorants peut être confirmée en traitant l’échantillon pendant quelques secondes dans de l’acide sulfurique concentré. La solution versée dans un volume d’eau donne une couleur verte terne. Certains colorants peuvent contenir du chrome. Dans ce cas, le chrome peut être mis en évidence dans les cendres en suivant la procédure suivante :
a) Fusion des cendres avec un peu de nitrate de sodium donne une coloration jaune caractéristique du chromate de sodium que l’on peut identifier sous forme de chromate d’argent
e) La présence du chrome peut être également identifiée en fondant les cendres avec un faible volume d’acide acétique et d’eau et en y ajoutant quelques gouttes d’une solution alcoolique de S-diphényl-carbazide. L’apparition d’une coloration pourpre confirme la présence de chrome.
Il est à noter que les colorants au chrome ne sont plus employés en Europe
5. Colorants au soufre :
Dans un tube à essai, on réalise un mélange d’acide acétique et d’eau dans un rapport volumique de 1 : 1 additionné d’un peu de zinc pur. On plonge l’échantillon dans le mélange et on porte le tout à ébullition pendant 2 min. On couvre le tube à essai d’un papier filtre que l’on a préalablement humecté par une solution de Pb(Ac)2 à 5 % et de glycérine à 25 %, il se forme une coloration noire ou brune. Il faut noter que certains colorants directs, azoïques et cuves peuvent donner cette coloration.
6. Colorants basiques :
Faire bouillir l’échantillon pendant une à deux minutes dans une solution acide H2CO2 à 85 % ; diluer, ensuite, avec une quantité équivalente d’eau et transférer le colorant sur des fibres de PAC en traitant à l’ébullition.
7. Colorants directs :
Les colorants directs sont très peu solides aux épreuves humides. Pour démonter un colorant direct il suffit de plonger l’éprouvette teinte dans une solution de NaOH à 5 % et la porter à 100°C pendant deux minutes. Dans ces conditions de test, la plupart des colorants directs seront démontés.
8. Colorants azoïques et cuves :
Dans une solution d’hydroxyde de sodium, NaOH, à 5% et du 2-éthoxyéthanol dans un rapport volumique de 2 :1 additionné d’un peu de dithionite de sodium, le tout est porté à 60 °C, le colorant de cuve prend immédiatement la couleur de son leucodérivé qui est une forme réduite. La forme oxydée est régénérée par exposition à l’aire.
Si aucun changement ne se produit durant le test précédent, porter le tout à la température d’ébullition, on observera alors la disparition progressive de la couleur du colorant azoïque. La couleur ne sera pas régénérée par exposition à l’air. Ce test confirme la présence de colorants azoïques. Noter que dans un peu de chlorure de méthylène, la plupart des colorants azoïques déteignent.
II. Colorants pour fibres protéiniques
1. Les colorants basiques employés pour teindre les fibres protéiniques sont identifiés par le test décrit précédemment (cf.6)
2. Les colorants réactifs peuvent être identifiés par le test décrit dans le point I.3
3. Colorants acides, métallifères et à chromer :
a) Dans la DMF, porter l’échantillon à ébullition pendant quatre minutes, les colorants acides déteignent sauf les colorants très solides, les carbolan sont très difficiles à distinguer des colorants réactifs. Les colorants métallifères déteignent aussi mais faiblement voire pas du tout. Ces résultats peuvent être confirmés par d’autres tests simples à mettre en œuvre.
b) Les colorants acides se démontent par une solution d’ammoniaque à 2% portée à 100°C et peuvent reteindre la laine par acidification de la solution.
c) Chauffer un échantillon dans une solution à 4% de sel disodique de l’EDTA dans de la glycérine à 140°C environ. Effectuer le même essai sur un autre échantillon mais uniquement avec de la glycérine. Les colorants acides et à chromer restent inchangés, alors qu’en moins de 2 min, les métallifères 1.1 changent de couleur tandis que les métallifères 2.1 mettent plus de 20 min pour le changement de coloration. Si aucune variation de couleur n’apparait, porter alors la température à 160°C. Dans ces conditions, seuls les colorants acides resteront inchangés.
III. Colorant pour Acétate de Cellulose :
1. Dans le cas des pigments en masse incorporés lors de l’extrusion, on procède à l’identification en suivant le protocole décrit dans le paragraphe I.1.
2. Colorants dispersés ou plastosolubles :
Traiter l’échantillon pendant 2 minutes dans de l’éthanol à ébullition. La plus grande partie du colorant est démontée et transférée sur di-acétate non teint introduit dans la solution. L’application du test I.8 permet de faire la distinction entre les colorants anthraquinoniques des colorants azoïques.
3. Colorants azoïques et cuves :
Le test I.8 est très efficace, il conduit à un démontage quasi complet du colorant.
IV. Colorant pour polyamides :
On procédera comme pour les fibres protéiniques. Dans le cas des colorants réactifs, on éliminera le colorant non fixé sur la fibre par de l’éthanol à froid. On confirmera la présence des colorants acides par le test II.2.b puisqu’un colorant azoïques peut être démonté par la DMF. Si les résultats sont négatifs, on continue avec les tests III.2 et III.3
Compléments d’analyse :
L’identification des colorants plastosolubles, décrite précédemment peut être également effectuée par la méthode à l’éther. Ces colorants sont employés pour teindre la Rayonne, les Acétate et le Nylon. On traite un échantillon dans une solution alcaline à ébullition pour obtenir un dégorgement. On laisse refroidir la solution, puis on ajoute de l’éther et on agite. L’éther se colore et monte à la surface, on neutralise avec de l’acide acétique. La coloration passe dans phase éthérée et laisse la phase aqueuse presque transparente.