活性染料印染的防沾污皂洗
发表时间:2017-09-15     发表评论

  由于活性染料具有色谱齐全,拼色容易,色泽鲜艳,价格低廉,工艺简单,各项牢度较好等优点,因此,活性染料被广泛用于纤维素等纤维的印染加工。采用活性染料进行染色、印花加工已占相当大的比重。

  由于在染色过程中,染液中有许多未上染固色的染料、水解染料、碱剂以及其他化学物质,必须要经过多道水洗和皂洗,来洗除这部分杂质,提高织物的色泽鲜艳度、色牢度和洁净度,这样才能符合产品要求。

  活性染料印花未固着染料大概有3O%左右。连同印花糊料必须从织物上洗下来,洗下来的脚水仍然会沾染到印花织物上,使花纹处的染色牢度下降,使无花纹处的白地沾污,因此对洗涤剂要加以选择,防白地沾污洗涤剂保证能将脏物彻底洗下来,并使洗下来的所有脏物都不再沾染到织物上去。

  对活性染料来说,发展非常迅速。通过国内外科技人员的长年艰苦努力,活性染料的各种应用技术、生产管理、染料废水控制和处理技术等已被不断开发。

  一、活性染料印染防沾污皂洗研究动向

  活性染料含有一个或多个官能基团的反应基,种类繁多,化学结构多样,因此,反应效率也各不相同。 但是,这些不同类型的活性染料有一个共同之处就是在染色时不能完全与纤维素纤维反应。在印染、汽蒸处理后,纤维中含有:

  1)已反应结合的活性染料;

  2)未固着的活性染料;

  3)碱(酸)、水作用产生的水解染料;

  4)残余助剂,它们与染色时pH值的大小、温度高低及时间长有关,一般可通过皂洗来解决。

  在高温碱性染色浴和洗涤浴中易出现活性染料-纤维键合不稳定而断键的现象,染料本身也会水解,由于所产生的水解染料持有很大的亲和力,因此易引起染料再沾污等问题。

  未固着的染料或水解染料一般很难清洗干净,容易导致诸如渗色、白地沾污、再沾污以及湿牢度和洗涤牢度不佳等问题。因此,用于清洗活性染料的皂洗剂必须具有强力的洗涤力和强力的防止再沾污的功能。

  活性染料的皂洗技术研究在国内外都非常活跃。技术人员通常用模拟装置,按正式生产流程进行处理后,测试脱落在各槽中的染料含量,热~冷清洗温度、时间和速度,分析各种影响因素与染料(浮色)去除率的关系。

  最近的研究热点:

  1)节能、节水、省时;

  2)合理、简单的生产流程和操作(比如小浴比短时间的清洗);

  3)低成本,

  4) 减少废水处理量、环保合理化等。

  单官能基团和双官能基团活性染料连续皂洗处理时的温差造成的洗涤性不同,高亲和性未固着染料和水解染料宜采用热水漂洗;pH值、盐浓度以及流量比与皂洗效果均有密切的关系。洗涤高亲和性成分时,用热水洗涤可获较佳效果,但是会引起色相变化。温度或pH值不当会引起水解反应。50%的高亲和性水解染料在高温漂洗(95~70℃)时被洗脱。用双分子亲核取代反应造成了碱性皂洗时的染料碱性水解、染料的重排反应及部分键合现象等。小谷等的研究阐述了最佳洗涤条件;兼有防止白地沾污性能的皂洗剂的应用技术。这些研究都给活性染料防止沾污性能皂洗剂的开发提供了依据。

  二、防沾污皂洗剂的作用

  活性染料染色或印花织物固色后,必须经过水洗和皂洗,以去除浮色、糊料及助剂。防沾污剂的作用有:

  1、净洗时,对织物表面浮色有定向吸附作用;

  2、通过降低界面张力,渗透入未固着染料和纤维之间,削弱未固着染料在纤维上的附着力;

  3、通过机械作用使未固着染料从纤维上脱落;

  4、若防沾污剂与浮色染料的亲和性大于纤维对浮色染料的亲和性,且具有胶体性质,则防沾污剂可使纤维上脱落下来的浮色染料分散在水洗液中,形成稳定的悬浮分散体系;

  5、防沾污剂的强力络合、分散力使浮色染料分散在水洗液中而不重新沾污纤维;

  6、防沾污剂的弱阳离子与浮色染料阴离子结合,而使浮色染料不重新沾污纤维;

  7、防沾污剂处理后防止沾污和织物的耐洗涤牢度俱佳。

  三、活性染料用防沾污皂洗剂的原料

  皂洗的主要目的是为了去除未固着的染料和水解染料。想重点清洗未固着的染料时可用高温进行皂洗处理,但是,同时也会引起染料向织物内部扩散、渗透等负面效果。

  此外,染料浓度越高,糊料吸附量就越大,染料、糊料与纤维的亲和力越大,就越不易彻底洗清。因此,必须选用能防止再沾污的高效的皂洗剂进行皂洗处理。

  市场上再沾污的皂洗剂产品已比比皆是,但效果不一,关键是皂洗剂的原料及化学组成。目前原料有:

  1、防止再吸附和沾色,防止染料转移。

  1)吸附染料粒子型

  如铝硅酸盐的碱金属盐:Zn16AI2(OH)35CI2*H20 Mg8AI2(OH)16 (NO3)2*H20

  2)防止染料转移,聚合物型:

  如PVP与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,分子量从几万到数十万,高分子量的PVP是用作还原染料两相法印花用的原糊,遇碱能凝固。分子量较低的PVP可用作包埋染料及脏物的防沾污剂,因为吡咯烷酮分子有C-0基和-N-H基团,能与染料及其它物质形成氢键而吸附染料,从而可以用作防沾污剂。它的防沾污能力大于丙烯酸,但价格很贵。PVP与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显著。

  3)防止染料转移,聚合物、化学药品并用型

  如聚胺乙撑亚胺聚合物及乙醇-丙二醇和非离子活性剂。

  2、未固着染料的脱落净洗。

  1)聚合物型:

  如有机膦酸盐、亚甲基磷酸五钠、聚丙烯酸、马耒酸-丙烯酸共聚物等。

  聚丙烯酸类是以丙烯酸为主体的共聚物,分子是≤800的低分子量PAA用作水处理剂,1000-5000用作分散剂,2-10万的用作洗涤剂,10万以上到千万的用作增稠剂,千万到亿的用作增稠剂和絮凝剂,分子量大于亿的则不溶于水,在水中溶胀而生成水凝胶,用作吸水剂。它所以能作为洗涤剂是因为它既具有螯合作用,可使金属离子络合而不致影响到染料洗涤。它也有表面活性作用,是高分子表面活性剂中一种,同时它又能与染料形成氢键而吸附染料,有包埋染料的作用,这些综合作用便能使印花布净洗而又防止其再沾污。但其螯合能力较小,钙螯合力≤200mg?筑g,铁螯合力≤80mg?筑g。它能被悬浮的颗粒吸附,吸附后使颗粒表靣具有双电层,使颗粒碰撞时产生静电斥力,避免颗粒聚集成大颗粒,简接地起到分散作用。PAA的分散性能是最优良的,而最佳分子量以2000-5000范围为宜。在浓度为20ppm时其分散效率可达93%,最佳添加量为18.5mg?筑L。PAA有全酸型、半纳型和全钠型,可根据使用介质的pH选用。

  马丙共聚物因滴加方法不同有嵌段和接近均聚物的产品,其性能有差异,以小嵌段的产品效果较好。同时因配比不同性能差异很大。一般地说,丙烯酸含量越高,共聚物的分散能力越好,而马耒酸含量提高,它的螯合力随之提升。因此可以根据需要进行调节它的配比组分。总的来说,马/丙具有很好的螯合和分散能力,它对钙镁离子的络合力强于铁离子。很适合于染色时使用。也可以与泡沸石复配以取代三聚磷酸纳用于净洗,可提高洗涤效果。也可用于前处理和印花浆,以及树脂整理浴中。

  2)化学型

  如Na6P3O10 K4P2O7(or K6P3O10)以及甲醛-磺基萘缩合物等。

  四、活性染料用皂洗剂系列

  活性染料用皂洗剂必须具备以下特点:

  1、不受水质影响;

  2、不受温度条件影响(低温条件效果也良好);

  3、不会引起变退色;

  4、使未固着的染料处于更易脱落状态,能促进被洗脱染料的扩散、分散和溶解。

  5、去除能力强,有效防止脱落染料的再沾污。

  6、高效清除部分沾污,去污和防止再沾污的能力强。

  7、具备了省时高效、小浴比、防止脱落染料再沾污、节省漂洗次数、低或无起泡现象。

  五、测定防沾污洗涤剂效果的方法

  1、将一块染色后或印花汽蒸后未洗涤的织物与一块白布放入防沾污洗涤剂的洗液中进行洗涤,洗后对比白布是否沾色以及测定染色或印花布的皂洗牢度,并以普通洗涤剂的洗液作对比试验,凡染色牢度比普通洗涤剂有显著提高、白布不会沾色的其防沾污能力就好。

  2、染色、皂洗后的色牢度试验(染料的渗化)

  棉布染色(染料如C.I. Reactive Black 5)→皂洗(80℃×10min)→烘干→沾色白布缝合(长条)→染色布的下端浸于0.5g/L非离子活性剂→搁置(20℃×10min)→测定(染色布上的未固着的活性染料(浮色)对白布的渗化程度)。

  结束语

  对染色布上亲和性高的未固染料及水解染料的去除性能。由于洗涤效果是因所用染料的固色率、亲和力、染色布的深浅、加工方法(印花或染色)、洗涤装置、洗涤条件(浴比、温度、时间、洗涤和前和的漂洗)等条件的不同而变化,但关键还在皂洗剂的原料及化学组成。不同组成的皂洗剂的使用条件会有不同,同一皂洗剂在不同的使用场合效果也会不同。所以大家要针对不同情况开发不同组成的防沾污皂洗剂,并按各种皂洗剂的特点探讨最佳使用条件和使用场合。CTTC中纺标

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稿件来源:印染在线交流
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