分散染料堿性染色用勻染劑M-228的開發(fā)及應(yīng)用

1、前言滌綸的染色通常承受分散染料在弱酸性條件下進(jìn)展，而滌綸在染色前的精練，堿減量以及染 色后的皂煮和復(fù)原清洗均在堿性條件下進(jìn)展，如精練不勻不充分，精練和堿減量后的水洗不 充分，在酸性浴中染色時極易引起染色不勻。由于染浴PH 值的波動，會造成色光的變化， 因而染色重現(xiàn)性差，另外，在酸性浴中染色時往往會析出未洗凈的漿料，油劑，蠟質(zhì)及滌綸 的低聚物等沾污染色機(jī)內(nèi)壁，造成染疵或擦傷織物，而堿性浴染色法是滌綸染色技術(shù)的進(jìn) 展，它不僅可抑制以上所述酸性染色法的缺乏之處，提高染色質(zhì)量，而且還可以削減精練和 堿減量后的水洗次數(shù)和時間；有時還可省略染色后的復(fù)原清洗，削減了工序，縮短了滌綸織 物加工的總時間，從而可

2、節(jié)約格外可觀的水、電、汽等能源本錢，并提高了生產(chǎn)效率。據(jù)文獻(xiàn)資料報道，堿性染色具有如下四大特點(diǎn)：(1)能進(jìn)一步提高精練效果：由于合成纖維上帶有較多的高熔點(diǎn)蠟、潤滑油劑，用現(xiàn)有的精練方法難以完全去除殘留的油劑、漿料等，因此易造成色花和染色不勻，而堿性染色時染浴 為堿性，同時添加具有螯合及分散作用的堿性染色分散勻染劑，該勻染劑兼具有除油退漿效 果能有效改善前處理工序中洗滌不充分的問題有利于染色工藝的合理性和簡潔化。 (2)可防止堿減量分散物殘?jiān)脑僬锤剑汉侠w織物欲得到松軟的手感，高的品質(zhì)，則承受間歇式堿減量是比較抱負(fù)的方法，但間歇式加工中織物呈繩狀，內(nèi)部洗滌效果差，其分解物、燒堿等難以被完全洗凈。

3、致使工作液中的分散物殘?jiān)鼭舛仍絹碓礁呒僭O(shè)在酸性浴中染色。則 分散物殘?jiān)啙嵨龀鲈斐缮?。而在堿性浴中染色時其分解物殘?jiān)扇苡谌驹≈?。從而?防止堿減量分散物殘?jiān)脑僬锤??？煞乐沟途畚锏姆稚ⅲ簻炀]中存在局部環(huán)狀直鏈低聚物，染色中這些低聚物向纖維外表轉(zhuǎn)移。脫落于染浴在酸性染浴中低聚物和硬水中的大量鈣、鎂離子結(jié)合形成不溶性的分散物而沾附于織物或缸體上；而在堿性染浴中，由于低聚物可溶于堿性溶液中，不會引起染色的質(zhì)量問題?？商岣呷旧a(chǎn)品質(zhì)量和染色的重現(xiàn)性：在酸性條件下染色時，滌綸織物外表帶有粗澀感， 而在堿性條件下則帶有潤滑感，因此在堿性浴染色中染色時，可削減在酸性染浴中易消滅的 起皺，擦傷擦痕等問題，

4、而且還能賜予染色織物松軟的手感從而提高染色產(chǎn)品的質(zhì)量同 時應(yīng)用堿性染色分散勻染劑對染浴中PH 值有極佳的緩沖力氣，使染前染后PH 值根本全都，有利于削減缸差，提高染色的重現(xiàn)性?；谏鲜鼍売?，滌綸針織物染色前一般需經(jīng)過高溫除油工序，而滌綸梭織物染色前則需經(jīng)過 精練、減量等工序。這些工序都需在堿性條件下進(jìn)展，其染后的復(fù)原清洗亦是在堿性條件下 完成。因此本公司開發(fā)具有除油精練、螯合分散，PH 緩沖、勻染和凈洗等功能的型堿性分散勻染劑 M-228可使整個加工過程均在堿性條件下完成，不但簡化了染色工藝，而且可使整個工藝更趨合理，染色產(chǎn)品的質(zhì)量更易把握。由于縮短了工藝流程，人工、水電、蒸汽、化學(xué)品的消耗也

5、相應(yīng)削減，降低了染色本錢，實(shí)現(xiàn)了節(jié)能減排。試驗(yàn)材料與藥品材料：純滌綸織物藥品：高溫勻染劑(酸性浴用)、堿性勻染劑 M 一 228(染液中參與堿性勻染劑 2-3gL，可使染浴 PH 值恒定在 95 左右)、醋酸、氫氧化鈉、分散劑NNO、凈洗劑 209、純堿、保險粉(以上均為工業(yè)級)；二氯甲烷(化學(xué)純)。染料：選擇耐堿PH 值 910 的分散染料，國產(chǎn)染料：分散紅FB3B、分散黃RGFL、分散藍(lán) 2BLN 等(均為市售商品)；國外染料：ACE(紅、黃、藍(lán))(德國 DyStar 公司生產(chǎn)的堿性染色分散染料三原色)。試驗(yàn)儀器紅外線試色機(jī)(Rapid 公司)，722S 分光光度計(jì)(上海周密科學(xué)儀器公司)

6、，SF600X 電腦測配色儀(美國 Datacolor 公司)，Y571A 型摩擦色牢度測試儀，SW24A 型耐洗色牢度儀。染色工藝處方及流程傳統(tǒng)染色工藝染色處方：分散染料 x(oWf)高溫勻染劑 1-2 gL冰醋酸 適量(調(diào) PH 為 5-6)浴比 1：30復(fù)原清洗處方：85保險粉 3 gL36Be氫氧化鈉 35 mlL凈洗劑 209 10 gL浴比 1：30染色工藝：1.32 堿性浴染色工藝染色處方：分散染料 x(owf)堿性勻染劑(M 一 228) 152 gL(調(diào) PH 為 910)浴比 1：30染色工藝：測試測色將染色織物在 D65 光源下，用日立330 分光光度計(jì)測色，在40070

7、0nm 范圍內(nèi)，每隔20nm 測一反射率，計(jì)算三刺激值 X、Y、Z，并由 CIEl976L*a*b*表色系統(tǒng)計(jì)算染色試樣的明度*、彩度 C*和色相角 H*。外表色澤均勻性(勻染性)染色后在同一塊織物上任取 8 個點(diǎn)，測定最大吸取波長下的KS 值，按式(1)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)偏差 S：式中：n 為測量點(diǎn)數(shù)。S 值越小，色澤均勻度越好。上染率用 N，N-二甲基甲酰胺溶解殘液和原液中的分散染料，定容后，在染料的最大吸取波特長測定染液的吸光度，按式(2)計(jì)算染料上染百分率：上染率=(1-A 殘A 原)x100 2 式中：A 殘-染色殘液的吸光度：A 原-空白染液的吸光度色牢度耐摩擦色牢度按 GBT 3920 一

8、 1997紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味葴y試。耐洗色牢度按 GBT 392111997紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)拖瓷味仍囼?yàn)1測試。移染性將一樣重量的染色織物與未染色織物同浴處理，處理?xiàng)l件同染色，但不加染料。分別測定處理后染色樣與未染色樣的色差值E，按下式計(jì)算移染率(IM)。移染率：IM=100E1E2()其中E1、E2 分別為未染色和染色織物經(jīng)移染試驗(yàn)后的色差值。IM 值越大移染性越好。日曬汗?jié)n熨燙牢度日曬牢度按GB842987 方法；汗?jié)n牢度按GB392295 方法；熨燙牢度按GB706978方法。結(jié)果與爭辯堿性勻染劑M 一 228 的主要物理指標(biāo)堿性勻染劑M 一 228 的主要物理指標(biāo)如表 1 所

9、示： 表 1 堿性勻染劑M 一 228 的主要物理指標(biāo)堿性勻染劑M 一 228 對染浴 PH 值的穩(wěn)定作用堿性勻染劑M 一 228 是適應(yīng)分散染料堿性浴染色而開發(fā)的一種專用助劑，在染色過程中， 堿性勻染劑不僅對染色起到勻染作用，而且能穩(wěn)定染浴的PH 值，使染浴的PH 值在染色前后變化較小，提高了染色的重現(xiàn)性。堿性浴染色的起始染浴PH 值一般在 90100 之間，PH 值較高，關(guān)心精練效果和齊聚物的去除率較好。添加堿性勻染劑M 一 228 的染色過程中染浴 PH 的變化如表 2 所示：表 2 染色過程中染浴 PH 的變化表 2 結(jié)果說明：在染色過程中，染浴的PH 值變化較小。說明所用堿性勻染劑M

10、 一 228 具有 PH 值緩沖作用對染浴 PH 值的穩(wěn)定作用較好。堿性勻染劑 M-228 對纖維染色的移染性的影響從理論上講，移染有界面移染和全過程移染兩種途徑，當(dāng)染料被吸附在纖維外表，還未集中 到纖維內(nèi)部時，從纖維外表解吸下來，再通過染液重被吸附上纖維，這種途徑稱為界面移 染。集中到纖維內(nèi)部的染料，重分散到纖維外表，再解析到染液中，然后重被吸附到纖 維，這種途徑稱為全過程移染。對于不同的染料，由于構(gòu)造不同，與纖維問的作用力不同， 使得移染性有所不同。表 3、表 4 分別為一般分散染料與 ACE 型分散染料在酸、堿浴中染色的移染率 IM 值。表 3 一般型分散染料酸、堿性浴下的移染率lM()

11、表 4 AG-E 型分散染料酸、堿性浴下的移染率IM()注：E 為以自布為標(biāo)準(zhǔn)樣染色布的色差值。表 3 和表 4 結(jié)果說明：各種染料堿性浴染色的 IM 值均大于酸性浴染色的 IM 值，說明堿性浴染色的勻染性好于酸性浴染色的勻染性。這是由于在高溫堿性條件下。局局部散染料發(fā)生 離子化反響，而無法上染滌綸纖維，從而使分散染料的上染速率下降，勻染性得到提高。另外，在高溫堿性條件下，纖維的齊聚物和殘留在纖維上的漿料的溶解度就會增大，降低了染 料分散可能性。利于染料勻染。對于ACE 分散染料的移染率略好于一般型分散染料。堿性和酸性浴染色后沾附在滌綸上的低聚物含量比較在其它條件不變的狀況下，以堿性勻染劑 M

12、 一 228 用量 15gL，分散紅 3B 為 2owf。對滌綸織物染色處理后，與一樣染料濃度下常規(guī)工藝條件下染得滌綸織物，用二氯甲烷萃取 低聚物的量，測得結(jié)果如表 5 所示。表 5 堿性和酸性浴染色后滌綸纖維上的低聚物含量比較由表 5 結(jié)果可觀，堿性染色工藝比酸性染色工藝處理后織物上低聚物的含量大大降低。未染色的織物低聚含量也比酸性染色的低聚物含量低，這可能由于它未經(jīng)高溫處理，其低聚物較難從纖維中溶出來。在纖維染色過程中，低聚物不斷地析出，集中進(jìn)入染浴中，由于低聚物在中性或酸性條件下微溶于水，沉積在織物外表，結(jié)果造成染色后織物的外觀病疵。而滌綸低聚物在堿性浴中有確定的水解作用。其水解產(chǎn)物在堿

13、性液中溶解度較高，染色后可以直接處理，從而削減了織物的吸附沾污及環(huán)境污染。一般分散染料和堿性分散染料三原色的相容性比較一般分散染料和堿性分散染料三原色的相容性分別如圖1 和圖 2 所示。圖 1 一般分散染料三原色的相容性 圖 2 堿性分散染料三原色的相容性由圖 l 可觀，一般分散染料三原色上染速率有明顯凹凸在上染過程中不是始終同步上染的。在低于 100的染色階段根本上同步上染：而高于 100以后上染速率開頭有明顯差異。RGFL 黃和 2BLN 藍(lán)在接近 130時，上染率趨于最大值約938，3B 紅最大得色率只有 821。因此，這三只傳統(tǒng)的分散染料三原色的相容性并不是最正確的從圖 2 曲線可以看

14、出，堿性分散染料三原色在接近120時上染率都到達(dá)最大值。在上染過程中上染曲線接近，根本上是同步上染具有良好的相容性。一般分散染料和堿性分散染料的勻染性及對PH 值的敏感性比照將一般染色和堿性染色的勻染性標(biāo)準(zhǔn)偏差S 值作比較，結(jié)果如表 6 所示。表 6 結(jié)果說明堿性染色的分散染料三原色S 值較小勻染性能比一般分散染料三原色好此外在染浴 pH 值為 50 和 95 時分別作試驗(yàn)，結(jié)果堿性染色的分散染料三原色PH 值在 5095 之間，色光無變化，相反一般染色的分散染料三原色PH 值75 時，色光就開頭有變化。堿性染色時，常參與堿性勻染劑(在分散染料勻染劑中參與 PH 穩(wěn)定劑)來調(diào)整染浴 PH 值為

15、 95 左右，堿性勻染劑參與染浴后，一方面可使染浴偏堿性，同時又能穩(wěn)定 PH 值在 95 左右，起到緩沖作用，防止染浴PH 值過高、堿性太強(qiáng)而造成滌綸織物的損傷。表 6 一般分散染料和堿性分散染料的勻染性及對PH 值的敏感性比照分散染料在酸性和堿性浴中染色后的色牢度比照分散染料在酸性和堿性浴中染色后的色牢度比照方表7 所示。表 7 分散染料在酸性和堿性浴中染色后的色牢度比照表 7 結(jié)果可觀，干摩擦牢度、濕摩擦牢度、熨燙牢度在酸堿性條件下染色都沒有變化，均 是 5 級。對于升華牢度，ACE 型分散染料根本不變，一般型分散染料各低一級。比照酸、堿性條件下的色牢度，ACE 型分散染料要比一般型分散染

16、料更適合于堿性條件下染色。堿性勻染劑 M-228 對分散染料性能的影響在分散染料中含有大量的陰離子型分散劑，包括磺酸鹽類、羧酸鹽類等，在染浴中加堿性勻 染劑 M-228 后，會使陰離子型分散劑的分散作用增加，使染液的分散穩(wěn)定性提高。分散染料分子構(gòu)造中含有極性基團(tuán)，在高溫堿性條件下，染料分子中的酯基、酰胺基、氰基等會發(fā) 生水解，導(dǎo)致染料的色光、染色性能等發(fā)生變化。假設(shè)染料分子中含有羥基，在堿性條件下， 羥基會發(fā)生離子化，使染料的水溶性增加，染料對滌綸的上染百分率降低。表8 列出一些分散染料在含有該堿性勻染劑的染浴中染色后染色試樣的色相角 H*、明度 L*和彩度 C*， 并與酸性浴染色試樣進(jìn)展了比

17、較。表 8 不同染色浴染色后試樣的顏色參數(shù)由表 8 可觀對于蒽醌型的分散染料，如分散紅3B、分散藍(lán) 2BLN、分散紫 HFRL 等。堿性浴與酸性浴染色的試樣的色相、彩度、明度相差不大，說明堿性勻染劑對這些蒽醌型分散染料的染色影響較小，這主要是由于這些染料的極性基團(tuán)為-OH、-NH2 等，這些基團(tuán)對堿不敏感，所以染料的耐堿性較好。對于偶氮類分散染料，染料分子構(gòu)造中的極性基團(tuán)常含有酯基、酰胺基、氰基等水解敏感性 基團(tuán)。堿性勻染劑對這類染料的影響，隨染料分子中所含的水解性基團(tuán)的多少而異。當(dāng)染料 分子中所含有的酯基、酰胺基、氰基的數(shù)目增加時，堿性勻染劑對染料的影響增大。堿性浴 染色試樣和酸性浴染色試樣

18、相比顏色參數(shù)變化增大，如分散大紅 SE-R、分散黃棕 S-2RFL、分散大紅 S-BWFL，其中分散大紅S-BWFL 含有三個水解性基團(tuán)，該染料在堿性浴中的水解機(jī)率較大，與酸性浴染色試樣相比。堿性浴染色試樣的色光變化較大。假設(shè)染料分子構(gòu)造中 不含酯基、酰胺基、氰基等水解性基團(tuán)，如分散橙 SEB 堿性染色助劑對染料的影響較小， 酸堿兩種染色浴染色試樣的顏色參數(shù)相近。因此，該堿性勻染劑適合于耐堿性較好的分散染 料。堿性浴染色與酸性浴染色能耗的比較滌綸織物承受堿性勻染劑M 一 228 染色工藝后大大削減染色廢水的排放量，同時在堿性條件下染色，可削減染前中和用酸和染色時消耗的冰醋酸使廢水PH 值得到提高，為應(yīng)用型的絮凝脫色劑制造了有利條件，削減了廢水堿度缺乏而增加白灰的投放量，并相應(yīng)降低廢水處理本錢。從堿性染色的工藝流程不難覺察，堿性染色可以省去剝色復(fù)原階段，使每 一缸染色加工時間比酸性浴染色縮短了近70 分鐘從而大大削減了水、電、汽的實(shí)際消耗。據(jù)有關(guān)資料介紹假設(shè)改用堿性浴染色。