固色劑及其應(yīng)用

任務(wù)5.2固色劑及其應(yīng)用染料在纖維表面的吸附染色過程染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散染料在纖維內(nèi)外固著

染色牢度差染料在紡織品服用過程中從纖維表面脫離

染料固色劑可以使染料和纖維之間更有效地固著的一類化合物,它能改善和提高染色織物的各類牢度《染整助劑及其應(yīng)用》一、固色劑的作用和要求染料上帶有水溶性基團(tuán)(直接染料和酸性染料)在染色中，存在水解染料或?qū)ξ存I合的染料皂洗不充分染濃色時(shí),染料濃度過高而使染色織物上存在大量末固著染料(活性染料)染色牢度差——改善方法，進(jìn)行固色處理《染整助劑及其應(yīng)用》二、固色劑的固色機(jī)理（一）固色機(jī)理——固色劑提高水溶性染料在纖維上的染色牢度（濕牢度）（1）在織物上生成不溶性色淀，封閉可溶性基團(tuán)，使織物上的染料遇水不易溶解脫落，達(dá)到提高濕處理牢度的目的。但這種固色劑固色后，易使染物的色光發(fā)生變化或引起日曬牢度下降。（2）在織物上生成網(wǎng)狀薄膜，以阻止染料脫落。（3）利用固色劑分子中的反應(yīng)性基團(tuán)，與染料分子上可反應(yīng)的基團(tuán)以及纖維素分子上的羥基交聯(lián)，達(dá)到提高染料在纖維上的固著效果。（4）利用固色劑與纖維的分子引力（氫鍵、范德華力、配位鍵），增加固色劑的固著強(qiáng)度，從而提高染色牢度?！度菊鷦┘捌鋺?yīng)用》（二）提高其他色牢度的固色劑（1）利用固色劑的緩沖能力，使汗液中的酸性物質(zhì)被中和，防止活性染料與纖維形成的共價(jià)鍵斷裂，達(dá)到提高汗?jié)n牢度的目的。（如多元醇胺縮合物）（2）利用固色劑中平滑劑的作用，減少纖維表面的摩擦系數(shù)，從而提高染色織物的摩擦牢度。（如聚乙烯乳液、經(jīng)篩選后的硅油）以及能成膜的聚氨酯等）（3）將紫外線吸收劑接枝引入固色劑分子中，利用紫外線吸收基團(tuán)對(duì)日光中紫外線的吸收，防止紫外線對(duì)染料結(jié)構(gòu)的破壞，從而提高日曬牢度。（4）利用一些物質(zhì)的抗氯性或吸氯性，防止活性氯對(duì)活性染料偶氮結(jié)構(gòu)的攻擊，從而提高活性染料的耐氯浸牢度和耐氯漂牢度。（一般為抗氧化性的物質(zhì)或樹脂和多胺類物質(zhì)，如多元酚、間苯二酚、氫醌、聯(lián)苯二酚、多羥基苯甲酸等）——上述兩類物質(zhì)中，前者大都是酚類化合物，有環(huán)保問題。因此耐氯牢度提升劑可選用與活性氯反應(yīng)好的胺類化合物作為其主體，使用具有環(huán)氧基團(tuán)的陽離子化合物作為連接基與經(jīng)篩選的胺類化合物反應(yīng)，既可提高耐氯牢度，又可提高濕處理牢度?！度菊鷦┘捌鋺?yīng)用》（三）固色劑應(yīng)具有的性能（1）具有較強(qiáng)的固色能力，能使織物的有關(guān)色牢度明顯提高;（2）染料適應(yīng)性廣，染料結(jié)構(gòu)對(duì)固色效果的影響較小;（3）與纖維的親和力強(qiáng)，在固色浴中吸盡率高;織物經(jīng)固色劑固色后，不會(huì)引起色光變化;（4）在提高有關(guān)色牢度（如耐洗色牢度）的同時(shí)，不應(yīng)降低其他色牢度（如日曬牢度）;（5）不影響織物的手感，不引起織物強(qiáng)力下降?！度菊鷦┘捌鋺?yīng)用》（四）固色劑的化學(xué)結(jié)構(gòu)特征（1）帶有正電荷，易與染料分子的陰離子以離子鍵結(jié)合。（2）含有活性基團(tuán)，能與纖維上的極性基團(tuán)（-OH，-NH2等）以共價(jià)鍵結(jié)合；（3）具有反應(yīng)性交聯(lián)基團(tuán)，能自行交聯(lián)成大分子網(wǎng)狀不溶性薄膜；（4）含有與染料具有親和性的結(jié)構(gòu)基團(tuán)；（5）具有對(duì)金屬離子的沉淀作用和配合作用；（6）產(chǎn)品不含甲醛等非環(huán)保物質(zhì)，使用中也不會(huì)釋放甲醛；（7）根據(jù)需要引入平滑組分、柔軟組分、PH緩沖組分、抗紫外線組分等，從而針對(duì)性提高染色織物某些色牢度指標(biāo)。（8）對(duì)織物顏色、手感、強(qiáng)力影響較小?！度菊鷦┘捌鋺?yīng)用》三、固色劑的結(jié)構(gòu)種類固色劑非反應(yīng)性固色劑反應(yīng)性固色劑陽離子型樹脂型陽離子表面活性劑無表面活性的季銨鹽多胺類縮聚體季銨鹽高聚物反應(yīng)性陽離子樹脂型季銨化的反應(yīng)性固色劑聚醚類反應(yīng)性固色劑《染整助劑及其應(yīng)用》

提高濕處理牢度的非反應(yīng)性固色劑的固色機(jī)理，一般為封閉水溶性基團(tuán)和在纖維表面成膜兩種。其主要類型可分為陽離子型固色劑和樹脂型固色劑。（1）陽離子型固色劑:陽離子型固色劑主要通過陽離子與染料分子中的陰離子基團(tuán)形成離子鍵結(jié)合，從而封閉水溶性基團(tuán)，達(dá)到提高濕處理牢度的目的。這類固色劑可分為表面活性劑固色劑和無表面活性固色劑兩類。

①陽離子表面活性劑:在陽離子表面活性劑中，大部分均可不同程度地提高直接染料和酸性染料的濕處理牢度，這一類固色劑有十六烷基氯化吡啶和Sapamin型陽離子表面活性劑，這是較早期使用的固色劑。②無表面活性的季銨鹽:這是一種不屬于樹脂又無表面活性的固色劑。它雖有陽離子基團(tuán)（季銨基），但無表面活性。這類固色劑可改進(jìn)直接染料的耐洗色牢度，對(duì)色光及日曬牢度的影響較小。這類固色劑和銅鹽混合使用，能顯著提高酸性染料和活性染料的日曬牢度，具有交聯(lián)作用的牢度更好，但對(duì)織物強(qiáng)力有一定影響。這類固色劑在國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少。1.非反應(yīng)性固色劑《染整助劑及其應(yīng)用》（2）樹脂型固色劑:樹脂型固色劑是我國(guó)20世紀(jì)80～90年代使用量最大的一類固色劑，占固色劑總量的70%～80%，其代表產(chǎn)物是固色劑Y。固色劑Y由于存在甲醛問題，目前已被其他樹脂型的固色劑所取代。

①雙氰胺和甲醛初縮體:即固色劑Y、固色劑M（固色劑Y與銅鹽的絡(luò)合產(chǎn)物），由于這兩種固色劑含有游離甲醛和分子結(jié)構(gòu)中存在的N—羥甲基會(huì)釋放甲醛，使被處理染色物上殘留的甲醛含量超過規(guī)定，對(duì)人體和環(huán)境造成較大的影響，因此它們的使用越來越少。

②多胺類縮聚體:由多乙烯多胺、雙氰胺等多胺類化合物或與其他化合物縮聚而成的高聚物，呈陽離子性，既具有網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，又可與陰離子染料生成大分子化合物，可提高染色織物的濕處理牢度，也可提高活性染料的濕熨燙牢度，用量和固色條件基本同固色劑Y?！度菊鷦┘捌鋺?yīng)用》③季銨鹽高聚物:

這類固色劑由帶有季銨基的烯烴（如單烯丙基二甲基氯化銨和二烯丙基二甲基氯化銨）聚合而成的高聚物、均聚物，或與其他單體共聚而成的共聚物。借助高分子樹脂的成膜性和高分子鏈上的陽離子基團(tuán)達(dá)到固色的目的。這類固色劑是水溶性的，尤其適用于活性染料，處理過的織物色光鮮艷，耐氯牢度好，耐曬、耐汗?jié)n牢度好，并能保護(hù)活性染料不受酸性大氣的影響，但較高溫度的水洗牢度較差。《染整助劑及其應(yīng)用》(3）溶膠—凝膠固色劑:

這是一種新型固色劑，尚處于科研階段。其固色機(jī)理是因?yàn)榧{米溶膠易于進(jìn)行化學(xué)或物理改性，通過浸軋或浸漬處理并經(jīng)干燥后，在紡織品表面形成一層薄而透明的金屬或非金屬氧化物薄膜，對(duì)織物上的染料起錨固的作用，從而提高染料的色牢度。《染整助劑及其應(yīng)用》反應(yīng)性固色劑通常是在固色劑分子中引入了反應(yīng)性基團(tuán)，最常用的反應(yīng)性基團(tuán)為環(huán)氧基，一般通過環(huán)氧氯丙烷引入。這類固色劑除了有反應(yīng)性基團(tuán)可以與纖維交聯(lián)外，其固色機(jī)理往往還是通過陽離子基團(tuán)封閉水溶性的陰離子基團(tuán)和樹脂成膜來實(shí)現(xiàn)。常見的反應(yīng)性固色劑有以下幾類:（1）反應(yīng)性陽離子樹脂型固色劑:將二乙烯三胺與雙氰胺的縮聚物與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)，得到的反應(yīng)性固色劑具有如下特點(diǎn):①相對(duì)分子質(zhì)量大，可與棉纖維以范德華力結(jié)合。②分子中的亞氨基可與金屬絡(luò)合染料形成配位鍵。③分子帶正電荷，可與染料陰離子形成離子鍵。④分子中帶反應(yīng)性基團(tuán)，可與纖維形成共價(jià)鍵。因此，該固色劑不僅可使直接染料、酸性染料的染色牢度得到提高，而且對(duì)色光無明顯影響。2.反應(yīng)性固色劑：《染整助劑及其應(yīng)用》

（2）季銨化的反應(yīng)性固色劑:常用三甲胺、二乙烯三胺等與環(huán)氧氯丙烷的縮合物，是目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)使用較多、制造較方便、色牢度不甚優(yōu)良的固色劑。但由于其帶有陽離子基團(tuán)，同時(shí)又能與纖維交聯(lián)，能使纖維素纖維改性，達(dá)到提高染料上色率、減少染浴中無機(jī)鹽的加入量、減少污水處理負(fù)擔(dān)的功效。是實(shí)現(xiàn)無鹽或低鹽染色，提高染料吸盡率的有效手段?！度菊鷦┘捌鋺?yīng)用》（3）聚醚類反應(yīng)性固色劑:

含有兩個(gè)或兩個(gè)以上羥乙基及羥基的化合物，如多乙醇胺、多羥基萘，在催化劑存在下可縮合成聚醚，再與環(huán)氧氯丙烷反應(yīng)，可得到屬非離子性的聚醚類反應(yīng)性固色劑。該產(chǎn)品在水中有一定溶解度，自身能交聯(lián)成大分子網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，可與染料構(gòu)成大分子化合物，并由于環(huán)氧基的活潑性在纖維與染料之間起“架橋”作用，使染料與纖維結(jié)合更加牢固，從而能顯著改善直接染料、酸性染料、硫化染料的濕處理牢度，而且不影響產(chǎn)品的色光和手感?！度菊鷦┘捌鋺?yīng)用》

弱酸性染料染錦綸中、深色時(shí)，濕處理牢度較差，需固色處理。曾經(jīng)采用單寧酸和吐酒石二浴固色，雖然可以改進(jìn)濕處理牢度，但往往色光萎暗，且操作繁瑣。如一浴固色，則存在濕處理牢度不過關(guān)和對(duì)鐵質(zhì)的吸附變色問題。為了改進(jìn)這些缺點(diǎn)，一般采用改性單寧或合成樹脂進(jìn)行固色。改性單寧——是將天然單寧酸經(jīng)改性加工而成，使天然單寧酸的缺點(diǎn)有所改善;3.錦綸固色劑《染整助劑及其應(yīng)用》但現(xiàn)在常用的是稱為合成單寧的陰離子型聚合酚型樹脂。因二羥基二苯砜對(duì)錦綸的親和力較好，若以其為母體，引入磺酸基并使其與甲醛縮合，增大相對(duì)分子質(zhì)量，即為錦綸固色劑。經(jīng)該固色劑處理錦綸織物后，能在纖維表面附著一層高分子膜，達(dá)到提高錦綸織物濕處理牢度的目的。且固色處理對(duì)織物的色光和手感的影響較少，即使后整理使用柔軟劑處理后，固色效果也不會(huì)降低。另外，也有使用非離子型樹脂作為固色劑的報(bào)道，如前面提到的聚醚型樹脂類固色劑。4、濕摩擦牢度提高劑顏色深度——顏色越深，牢度越差染料性能色淀的存在影響濕摩擦牢度的因素化學(xué)鍵結(jié)合物理吸附染料在纖維上硅