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      活性染料印染物的防沾污皂洗問題

      來源:中國紡機網編輯部 發布時間:2016年08月18日

      活性染料印染物色牢度不佳一般與印染色后的清洗不徹底有關,而消費者對活性染料印染物的色牢度要求越來越高。文中將探討經濟有效的防沾污皂洗問題。


      由于活性染料具有色譜齊全,拼色容易,色澤鮮艷,價格低廉,工藝簡單,各項牢度較好等優點,因此,活性染料被廣泛用于纖維素等纖維的印染加工。采用活性染料進行染色、.印花加工已占相當大的比重。


      由于在染色過程中,染液中有許多未上染固色的染料、水解染料、堿劑以及其他化學物質,必須要經過多道水洗和皂洗,來洗除這部分雜質,提高織物的色澤鮮艷度、色牢度和潔凈度,這樣才能符合產品要求。


      活性染料印花未固著染料大概有30%左右。連同印花糊料必須從織物上洗下來,洗下來的腳水仍然會沾染到印花織物上,使花紋處的染色牢度下降,使無花紋處的白地沾污,因此對洗滌劑要加以選擇,防白地沾污洗滌劑保證能將臟物徹底洗下來,并使洗下來的所有臟物都不再沾染到織物上去。


      對活性染料來說,發展非常迅速。通過國內外科技人員的長年艱苦努力,活性染料的各種應用技術、生產管理、染料廢水控制和處理技術等已被不斷開發。本文將重點討論活性染料印花、染色過程中的防沾污皂洗工藝。


      1、活性染料印染物的防沾污皂洗研究動向


      活性染料含有一個或多個官能基團的反應基,種類繁多,化學結構多樣,因此,反應效率也各不相同。但是,這些不同類型的活性染料有一個共同之處就是在染色時不能完全與纖維素纖維反應。


      在印染、汽蒸處理后,纖維中含有:

      a.已反應結合的活性染料;

      b.未固著的活性染料;

      c.堿(酸)、水作用產生的水解染料。

      d.殘余助劑


      它們與染色時pH值的大小、溫度高低及時間長有關,一般可通過皂洗來解決。

      在高溫堿性染色浴和洗滌浴中易出現活性染料一纖維鍵合不穩定而斷鍵的現象,染料本身也會水解,由于所產生的水解染料持有很大的親和力,因此易引起染料再沾污等問題。

      未固著的染料或水解染料一般很難清洗干凈,容易導致諸如滲色、白地沾污、再沾污以及濕牢

      度和洗滌牢度不佳等問題。因此,用于清洗活性染料的皂洗劑必須具有強力的洗滌力和強力的防止再沾污的功能。


      活性染料的皂洗技術研究在國內外都非常活躍。技術人員通常用模擬裝置,按正式生產流程進行處理后,測試脫落在各槽中的染料含量,熱、冷清洗溫度、時間和速度,分析各種影響因素與染料(浮色)去除率的關系。


      最近的研究熱點:

      1)節能、節水、省時;

      2)合理、簡單的生產流程和操作(比如小浴比短時間的清洗);

      3)低成本,

      4)減少廢水處理量、環保合理化等。


      Luttringer的研究認為單官能基團和雙官能基團活性染料連續皂洗處理時的溫差造成的洗滌性不同[1][4],高親和性未固著染料和水解染料宜采用熱水漂洗[3];pH值、鹽濃度以及流量比與皂洗效果均有密切的關系。Aspland的研究認為洗滌高親和性成分時,用熱水洗滌可獲較佳效果,但是會引起色相變化。溫度或pH值不當會引起水解反應[2]。Thomsen的研究認為50%的高親和性水解染料在高溫漂洗(95~70℃)時被洗脫。G.L.Bhalla的研究認為用雙分子親核取代反應造成了堿性皂洗時的染料堿性水解、染料的重排反應及部分鍵合現象等。小谷等的研究闡述了最佳洗滌條件;兼有防止白地沾污性能的皂洗劑的應用技術“’。這些研究都給活性染料防止沾污性能皂洗劑的開發提供了依據。


      2、防沾污皂洗劑的作用


      活性染料染色或印花織物固色后,必須經過水洗和皂洗,以去除浮色、糊料及助劑。防沾污劑的作用有:

      a.凈洗時,對織物表面浮色有定向吸附作用;

      b.通過降低界面張力,滲透入未固著染料和纖維之間,削弱未固著染料在纖維上的附著力;

      c.通過機械作用使未固著染料從纖維上脫落;

      d.若防沾污劑與浮色染料的親和性大于纖維對浮色染料的親和性,且具有膠體性質,則防沾污劑可使纖維上脫落下來的浮色染料分散在水洗液中,形成穩定的懸浮分散體系;

      e.防沾污劑的強力絡合、分散力使浮色染料分散在水洗液中而不重新沾污

      纖維;

      f.防沾污劑的弱陽離子與浮色染料陰離子結合,而使浮色染料不重新沾污纖維;

      g.防沾污劑處理后防止沾污和織物的耐洗滌牢度俱佳。


      3、活性染料用防沾污皂洗劑的原料


      皂洗的主要目的是為了去除未固著的染料和水解染料。想重點清洗未固著的染料時可用高溫進行皂洗處理,但是,同時也會引起染料向織物內部擴散、滲透等負面效果。

      此外,染料濃度越高,糊料吸附量就越大,染料、糊料與纖維的親和力越大,就越不易徹底洗清。因此,必須選用能防止再沾污的高效的皂洗劑進行皂洗處理。

      市場上再沾污的皂洗劑產品已比比皆是,但效果不一,關鍵是皂洗劑的原料及化學組成。


      目前原料有:

      3.1防止再吸附和沾色,防止染料轉移

      3.1.1吸附染料粒子型

      如鋁硅酸鹽的堿金屬鹽:Zn16AI2(0H)35CI2*H20 Mg8AI2(0H)16(N03)2*H2O

      3.1.2防止染料轉移,聚合物型


      如PVP與1--乙烯基咪脞及二甲胺基乙基甲基丙烯酸脂的共聚物。

      聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是乙烯吡咯烷酮的均聚物,分子量從幾萬到數十萬,高分子量的PVP是用作還原染料兩相法印花用的原糊,遇堿能凝固。分子量較低的PVP可用作包埋染料及臟物的防沾污劑,因為吡咯烷酮分子有C-0基和-N--H基團,能與染料及其他物質形成氫鍵而吸附染料,從而可以用作防沾污劑。它的防沾污能力大于丙烯酸,但價格很貴。PVP與1--乙烯基咪脞及二甲胺基乙基甲基丙烯酸脂的共聚物的防沾污效果比PVP顯著。


      3.1.3防止染料轉移,聚合物、化學藥品并用型

      如聚胺乙撐亞胺聚合物及乙醇一丙二醇和非離子活性劑。


      3.2未固著染料的脫落凈洗


      3.2.1表面活性劑型

      凈洗、分散、防止沾色。如β-萘酚(PO)(EO)的甲醛縮合物,AEO系列,1860等。而陽離子表面活性劑類是利用陽離子表面活性劑與陰離子染料的作用力拉除纖維上的浮色,并使染料不再回沾纖維。

      3.2.2聚合物型

      如有機膦酸鹽、亞甲基磷酸五鈉、聚丙烯酸、馬

      耒酸一丙烯酸共聚物等。

      聚丙烯酸類是以丙烯酸為主體的共聚物,分子是≤800的低分子量PAA用作水處理劑,1000—5000用作分散劑,2-10萬的用作洗滌劑,10萬以上到千萬的用作增稠劑,千萬到億的用作增稠劑和絮凝劑,分子量大于億的則不溶于水,在水中溶脹而生成水凝膠,用作吸水劑。它所以能作為洗滌劑是因為它既具有螯合作用,可使金屬離子絡合而不致影響到染料洗滌。它也有表面活性作用,是高分子表面活性劑中的一種,同時它又能與染料形成氫鍵而吸附染料,有包埋染料的作用,這些綜合作用便能使印花布凈洗而又防止其再沾污。但其螯合能力較小,鈣螯合力4200mg/g,鐵螯合力480 mg/g。它能被懸浮的顆粒吸附,吸附后使顆粒表面具有雙電層,使顆粒碰撞時產生靜電斥力,避免顆粒聚集成大顆粒,間接地起到分散作用。PAA的分散性能是最優良的,而最佳分子量以2000—5000范圍為宜。在濃度為20ppm時其分散效率可達93%,最佳添加量為18.5mg/L。PAA有全酸型、半納型和全鈉型,可根據使用介質的pH值選用。


      馬/丙共聚物因滴加方法不同有嵌段和接近均聚物的產品,其性能有差異,以小嵌段的產品效果較好。同時因配比不同性能差異很大。一般地說,丙烯酸含量越高,共聚物的分散能力越好,而馬耒酸含量提高,它的螯合力隨之提升。因此可以根據需要進行調節它的配比組分。總的來說,馬/丙具有很好的螯合和分散能力,它對鈣鎂離子的絡合力強于鐵離子。很適合于染色時使用。也可以與泡沸石復配以取代三聚磷酸納用于凈洗,可提高洗滌效果。也可用于前處理和印花漿,以及樹脂整理浴中。


      3.2.3化學型

      如Na6P3O10 K4P207(or K6P3010)以及甲醛--磺基萘縮合物等。


      4、活性染料用皂洗劑系列


      4.1活性染料用皂洗劑必須具備以下特點:

      a.不受水質影響

      b.不受溫度條件影響(低溫條件效果也良好);

      c.不會引起變褪色;

      d.使未固著的染料處于

      更易脫落狀態,能促進被洗脫染料的擴散、分散和溶解。

      e.去除能力強,有效防止脫落染料的再沾污。

      f.高效清除部分沾污。去污和防止再沾污的能力強。

      g.具備了省時高效、小浴比、防止脫落染料再沾污、節省漂洗次數、低或無起泡現象。


      4.2舉例: (本研究所研制的防沾污皂洗劑JM系列)

      2M-101 JM-102 JM-103

      外觀 茶褐色液體 黃色液體 淡褐色液體

      成分 特殊陰/非離子活性劑 特殊弱陽/非離子活性劑 特殊陰/非離子活性劑

      離子性 陰離子 牙弱陽離子 陰/非離子

      pH 9-10(1%sol) 約7(1%sol) 約10(1%sol)

      溶解性 容易以任何比例 容易以任何比例 容易以任何比例

      溶解于水 溶解于水 溶解于水

      特點 能有效去除浮色和白地所沾活性染料。對陽離子染料洗滌作用特佳。用于混紡織物染色中的防染料相互沾污效果特顯著。有效去除色織物或針織的條格布及印花布的白地沾污。顯著提高色牢度。

      除了用于去除活性染料、直接染料和酸性染料的沾污;滌棉交織物的滌綸、的活性染料沾污。


      5、測定防沾污洗滌劑效果的方法


      (其他公司產品與自己研制的產品以市場價在相同成本使用量下對比)

      5.1將一塊染色后或印花汽蒸后未洗滌的織物與一塊白布放入防沾污洗滌劑的洗液中進行洗滌,洗后對比白布是否沾色以及測定染色或印花布的皂洗牢度,并以普通洗滌劑的洗液作對比試驗,凡染色牢度比普通洗滌劑有顯著提高、白布不會沾色的其防沾污能力就好。

      5.2染色、皂洗后的色牢度試驗(染料的滲化)

      棉布染色(染料如C.I.Reactive Black 5)→皂洗(80℃×10 min) →烘干→沾色白布縫合(長條) →染色布的下端浸于0.5 g/L非離子活性劑→擱置(20℃×10 min) →測定(染色布上的未固著的活性染料(浮色)對白布的滲化程度)。


      6、結束語

      對染色布上親和性高的未固著染料及水解染料的去除性能。由于洗滌效果是因所用染料的固色率、親和力

      、染色布的深淺、加工方法(印花或染色)、洗滌裝置、洗滌條件(浴比、溫度、時間、洗滌和前段的漂洗)等條件的不同而變化,但關鍵還在皂洗劑的原料及化學組成。不同組成的皂洗劑的使用條件會有不同,同一皂洗劑在不同的使用場合效果也會不同。所以大家要針對不同情況開發不同組成的防沾污皂洗劑,并按各種皂洗劑的特點探討最佳使用條件和使用場合。




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