【集萃網(wǎng)觀察】1 活性染料的水解

    活性染料是棉染色中最常用的染料，其消耗量也呈上升趨勢，預(yù)計(jì)這個勢頭在今后幾年中仍將保持�；钚匀玖现�所以受歡迎，是由于其價格適中，得色量高，以及合適的色牢度。其唯一的缺點(diǎn)是染料的水解問題。

    通常在堿性條件下染料在棉上固著，而這一堿度促進(jìn)了染料與水的反應(yīng)，導(dǎo)致其失活。失活的染料，也即水解染料，不能與棉發(fā)生反應(yīng)，從而造成相當(dāng)部分染料被損耗。水解染料與基質(zhì)發(fā)生物理粘附，直到水洗處理階段被洗除，因而造成水洗牢度問題。另外，水解染料也會流人廢液，導(dǎo)致污染負(fù)荷增加。

    活性染料上染纖維素纖維基質(zhì)分三個階段：

    ·在有食鹽或元明粉的中性介質(zhì)中染料上染。

    ·上染染料加堿后固著，在染料與纖維問形成共價鍵。

    ·徹底洗除松散粘附在織物上或織物中的染料。

    上述第三個階段非常必要。這是由于染浴中的活性染料，大部分染著于纖維，一部分在堿性條件下與水反應(yīng)，喪失了與纖維的反應(yīng)性，因而與纖維的親和性低。如果這一步驟操作不當(dāng)，由于水懈染料的存在，會導(dǎo)致染色產(chǎn)品水洗牢度差：而與纖維反應(yīng)的染料，則水洗牢度高。

    活性染料與水的反應(yīng)，并非是影響染色得色量的唯一因素。染料的應(yīng)用性能還與以下因素密切相關(guān)，如染料的儲存穩(wěn)定性，浸軋液或印漿的穩(wěn)定性，以及染料配方在熱溶解過程中活性染料濃度的變化。

    染料的水解分解從生產(chǎn)時就開始發(fā)生，在烘燥和研磨時仍繼續(xù)。染料水解的程度取決于其分子中的活性基團(tuán)和發(fā)色團(tuán)。

    水解染料，只是原來活性染料中不穩(wěn)定的原子或基團(tuán)被羥基所取代，其擴(kuò)散和吸附性能與原來的活性染料非常相似，因此容易擴(kuò)散進(jìn)入纖維，并吸附其表面。

    在堿性染色階段的最后，當(dāng)活性染料無論是與水，還是與纖維反應(yīng)，被全部消耗后，又建立了一個新的平衡，即水解染料在纖維與染浴中的分配平衡，其模式與活性染料在中性溶液中的分配類似。這一階段，纖維上含有大量化學(xué)結(jié)合的染料。

    為了獲得高濕牢度的染色產(chǎn)品，水解染料必須在最后的水洗過程中從纖維上洗除。活性染料染色中，平均約有70％的染料固著于纖維上，其余的都水解浪費(fèi)了，這部分染料至少有30％．

    在實(shí)際的反應(yīng)體系中，影響活性染料水解速率的因素有許多，如染浴pH值、溫度、染料濃度和電解質(zhì)濃度。

    (1)染浴pH值的影響

    通過研究介質(zhì)pH值與纖維素離解程度之間的關(guān)系發(fā)現(xiàn)，不能提高堿濃度，使溶液pH值超過10～1l。因?yàn)�，此時纖維素中所有的可及羥基都離子化，再增加pH值，只會導(dǎo)致其水解。

    (2)溫度的影響

    升高溫度將導(dǎo)致活性染料水解增多。

    (3)染料濃度的影響

    提高溶液中活性染料濃度，將促進(jìn)其凝聚，從而降低水解速率。

    (4)電解質(zhì)濃度的影響

    染浴中電解質(zhì)濃度越高，水解的染料越多。

研究發(fā)現(xiàn)，活性染料與水的反應(yīng)性，還與染料分子中的發(fā)色團(tuán)有關(guān)，因?yàn)榘l(fā)色團(tuán)會影響反應(yīng)中心的電子云密度。若發(fā)色體系中形成負(fù)離子基團(tuán)，則反應(yīng)中心的電子云密度增加，從而降低活性染料與水的反應(yīng)活性。

    2 活性染料的洗除

    要特別注意選擇適當(dāng)?shù)拇呋瘎┖凸に嚄l件，這樣才能保證反應(yīng)發(fā)生在染料與纖維之間，而非發(fā)生在染料與整理劑之間。用這種方法處理，就不會對許多活性染料的耐光牢度產(chǎn)生負(fù)面影響。陽離子試劑也用于活性染料的染色后處理中，以減少因染料一纖維鍵的水解而造成沾污，或水解的未反應(yīng)染料的沾污。當(dāng)染料的反應(yīng)性低時，由于未反應(yīng)染料會更多，因而陽離子試劑用量要多。

    2．1印花織物上染料的洗除

    大多數(shù)染料在固色階段轉(zhuǎn)移到織物上，而有些轉(zhuǎn)移發(fā)生在印花后的染色階段。固色后印花織物上的狀況是：

    織物上 印漿中

    固著染料 未固著或未轉(zhuǎn)移染料

    未固著染料 增稠劑

    一些助劑 其它助劑(分散產(chǎn)品)

    未固著的染料會使印花織物的濕牢度很差，而增稠劑則會使織物手感變差，而某些助劑若殘留在織物上，則會產(chǎn)生氣味。因此，非常有必要將未固著染料洗除。

    水洗時，印制區(qū)域未固著的染料被洗除，并溶落水洗浴中。大多數(shù)印花制品的圖案有白色或淺色區(qū)域，這部分未印花的區(qū)域也與溶液接觸，隨著溶液中染料濃度的增加，染料從印制區(qū)域向未印制區(qū)域轉(zhuǎn)移，其沾污的趨勢就越強(qiáng)。

    因此，在設(shè)計(jì)水洗工藝時，需注意：

    ·洗除圖案印制區(qū)域中未固著的染料、增稠劑和化學(xué)品。

    ·防止染料返染圖案中的非印花區(qū)域。

    2．2影響洗除工藝的因素

    活性染料洗除工藝的效率取決于以下因素：

    ·未固著染料的量

    ·未固著染料從印花區(qū)域被洗除的難易程度

    ·洗除染料沾污未印制區(qū)域的趨勢

    2．2．1未固著染料的量

    很顯然，未固著的染料量越少，則洗除工藝越容易進(jìn)行，但是不能將洗除工藝看作是對固色不充分的修正。從工藝和經(jīng)濟(jì)的角度看，更應(yīng)該注意固色階段，而不是在其后試圖去除未固著的染料。

    2．2．2未固著染料從印花區(qū)域被洗除的難易程度

    這很大程度上取決于染料在每個特定系統(tǒng)中的溶解／擴(kuò)散行為和親和性(直接性)�？傊�，提高染料溶解性和擴(kuò)散性的因素，都會降低染料對基質(zhì)的親和性。

    因此，去除印花區(qū)域未固著染料的效率與下列因素有關(guān)：

    ·水洗液中染料濃度低，在纖維與溶液問形成的濃度梯度大，有利于染料擴(kuò)散。

    ·高溫有利于擴(kuò)散，對于水溶性染料，則擴(kuò)散速率大。

    ·使用擴(kuò)散性高，而對纖維親和性小的染料。

    ·使用專門的化學(xué)品，如凈洗劑和螯合劑。

    2．2．3洗除染料沾污未印制區(qū)域的趨勢

    要使未印制區(qū)域在洗除工藝免于被沾污，可采取下列措施：

    ·使用對基質(zhì)親和性小的染料

    ·防止水洗浴中染料過多

    ·使用勻染差的染料和不利于勻染的染色工藝條件

    ·采取提高染色速率的條件

    ·避免采用會提高染料親和性的工藝條件，如高濃度電解質(zhì)

    ·使用合適的水洗浴添加劑，如抑制劑或還原劑

    瑞士科萊恩公司可提供的洗除劑有：

    (1)Sandopur RSKI Liquid Conc

    Sandopur RSKI Liquid Conc是一新型的洗除劑，能有效去除水解活性染料，提高敏感染料的耐硬水穩(wěn)定性，不起泡，因而適用于噴射／松式液流設(shè)備，是不含APEO的環(huán)保產(chǎn)品。

    其作用機(jī)理為，Sandopur RSKI Liquid Conc能消除形成硬度的離子對未固著水解染料溶解性的負(fù)面影響，促進(jìn)未固著染料分子從纖維向水中擴(kuò)散。

    Sandopur RSKI Liquid Conc在皂洗工藝中的用量，與水的硬度有關(guān)，與色澤強(qiáng)度無關(guān)。在這一階段，主要是去除極少量的與初始染料濃度無關(guān)的水解染料。

    (2)Sandopur SND Liquid

    Saadopur SND Liquid是一環(huán)保型耐硬水的活性染料洗除劑。對水解活性染料有很好的洗除性能，能提高直接和活性染料染色和印花產(chǎn)品的濕、汗?jié)n和摩擦牢度。Sandopur SND能防止不溶性鈣、鎂鹽的沉淀，使水中的不溶性物質(zhì)懸浮、分散。對織物或紗線色澤的影響很小，甚至沒有。由于起泡性低，可用于快速噴射染色機(jī)和連續(xù)式設(shè)備中。在污水處理廠中易被污泥吸收。

    (3)Sandopur WASH Liquid

    Sandopur WASH是纖維素纖維及其混紡織物用活性、硫化和還原染料染色時使用的全新的洗除劑和牢度增進(jìn)劑，凈洗力強(qiáng)，能促進(jìn)未固著染料的洗除。不同于離子型洗除劑，其在隨后的陽離子柔軟處理時，不會形成深色染斑。適用于各種水質(zhì)，洗凈性高，適用于箱式染色機(jī)。

    來源: 印染在線