染色促进剂DA Plus染色工艺研究

2013-08-22余艳娥

纺织报告 2013年4期

余艳娥

（江阴职业技术学院，江苏江阴 214405）

0 引言

在活性染料染色中，固着反应使用的传统碱剂是选用较为温和的纯碱、磷酸三钠等。碱剂（纯碱）虽然固色效果好，但存在用量大、化料不方便（热水）、易结块堵塞管道等缺点[1,2]。为了解决这些问题，近期，助剂市场上相继推出了一些代碱剂作为活性染料固色的专用碱剂，用于替代纯碱等传统碱剂。如美国拜耳公司开发的液体混合碱剂ALkaflo RMT，美国伯明翰公司1997年研制的商品名为BurcoNP-Q Salt的液体混合碱剂。国内如上海市纺织科学研究所研发的多功能固色碱DA，上海瑞鹰化工有限公司的代用碱E，广州金瑞鹰生物化学有限公司研发的新型碱剂S，亨斯迈纺织染化上海技术服务中心研制的代用碱TS以及杭州美高华颐化工有限公司研制的代用碱M等[3]。

新型染色促进剂DA Plus中不含APEO、甲醛等致癌的偶氮及芳香类化合物，且具有易溶易洗涤、节能降耗、高得色率及重现性好等特点[]。在染较敏感的颜色时，由于代用碱具有优异的缓染性，对色花有明显的改善作用[4]。本文主要研究新型染色促进剂DAPlus的染色工艺。

2 试验

2.1 材料

织物：32S全棉棉织物

主要仪器：

恒温水浴锅(型号为HH-6、南通三思电科技有限公司)、电子天平、烧杯、玻璃棒、量筒、吸量管、温度计、容量瓶、电炉、电热鼓风干燥箱（型号为DHG-9620B、南通金石实验仪器有限公司）、电脑测配色仪（型号为COLOR-EYE700A、杭州三锦科技有限公司）、摩擦牢度仪(型号为Y571B、常州市第一纺织设备有限公司)、皂洗牢度仪（型号为SW-24A、常州市第一纺织设备有限公司）

染化助剂：

活性染料RR红、碳酸钠(分析纯AR、上海化学试剂有限公司)、无水硫酸钠（分析纯AR、上海化学试剂有限公司）、促进剂DA Plus（宁波保税区锐科化工有限公司）、碳酸氢钠（分析纯AR、上海化学试剂有限公司）、氢氧化钠（分析纯AR、上海化学试剂有限公司）

2.2 工艺

2.2.1 工艺流程

润湿织物→染色→水洗→皂洗→水洗→烘干

2.2.2 工艺曲线

染色工艺曲线见图2-1。

2.2.3 工艺处方

染色工艺处方见表2-1。

表2-1 染色工艺处方表

2.3 实验结果测试

2.3.1 K/S值测试

用测色配色仪测定，采用1976年国际照明协会(CIE)CIELAB色差公式测量，光源为D65光源。

2.3.2 耐摩擦色牢度的测定

按GB/T3920-2008《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测定。

2.3.3 耐洗色牢度测定

检测采用GB/T3921—2008《纺织品色牢度试验耐皂洗色牢度》。

3 结果与讨论

3.1 不同碱剂对染色效果的影响

改变碱剂分别为氢氧化钠、促进剂、碳酸钠、碳酸氢钠，其他染色工艺条件相同，染色时间为60min、温度60℃、浴比1：10、盐40g/L、碱剂用量为4g/L。得到实验结果见表3-1。

表3-1 不同碱剂对染色效果的影响

从表3-1中可以看出：不同的碱剂，K/S值有所不同，新型促进剂染色时所得的K/S值最大。这可能是因为碳酸氢钠、碳酸钠、氢氧化钠、代用碱的pH分别为8.4、10.3、13.4和12.5[5]。活性染料染色时，染液pH对染色过程有一定的影响。染液pH越高，染液的碱性越强，越利于纤维素的离子化，纤维素负离子的浓度增加，纤维的溶胀增大，因此键合反应速率提高，固色率一般也将提高。但随着染液中pH的增高，染液中[OH-]比纤维中[Cell—O-]增加更快，[Cell—O-]∕[OH-]的值减少，水解反应的比例将增加，染料上染率将下降[5-6]。但是，由于活性染料的水解反应与键合反应机理、条件相同，因此在活性染料染色过程中，水解反应和键合反应总是相随相伴，但键合反应总是比水解反应快得多。所以选用染色促进剂作碱剂时，染料的K/S值最佳，各项牢度也最好。

3.2 促进剂的用量对染色效果的影响

改变促进剂的用量为0.5g/L、1g/L、2g/L、4g/L、6g/L。其他染色工艺条件相同，染色时间60min、温度60℃、浴比1：10、盐40g/L。实验结果见表3-2。

表3-2 促进剂的用量对染色效果的影响

从表3-2中可以看出，随着促进剂的用量增加，K/S值增大，当促进剂用量在4g/L时，K/S值达到最大，再继续增加促进剂用量，K/S值反而下降。这是因为染色中使用的促进剂不仅可以中和生成的酸，保证染料与纤维的固色反应，而且能促使纤维素的羟基电离成纤维素阴离子，使染料充分扩散到纤维内部，在与纤维反应成键，从而使染料与纤维牢固结合。但是，促进剂的用量要适量，如果染浴中促进剂一直增加，染色过程染料的聚集程度增大，导致染料的固色率降低，浮色增多，从而使染色织物的摩擦牢度降低，所以，促进剂的用量以4g/L为宜。

3.3 硫酸钠的用量对染色效果的影响

改变硫酸钠的用量分别为20g/L、30g/L、40g/L、45g/L、50g/L，其他染色工艺条件相同，分别为，浴比为1：15，时间60min，温度60℃，促进剂用量为4g/L。实验结果见表3-3。

表3-3 盐的用量对染色效果的影响

从上表3-3中可以看出，随着盐的用量的增加，K/S值增大，当盐的用量为40g/L时，K/S值达到最大。在染液中加入盐时，纤维内相与外相溶液中[OH-]分布发生变化，随着溶液中盐浓度的提高，纤维内相[OH-]随之提高，从而提高了纤维素的离子化，使[Cell-O-]提高[7]。同时盐促使被纤维吸附的染料量升高，键合反应速率提高，盐起到促染的效果，提高了染料的上染百分率，从而提高了固色率。但是盐的用量也不宜多加，过量的电解质容易造成染色不匀，还会引起染料聚集和沉淀。从而染色织物的水洗牢度下降，摩擦牢度降低，染料上染百分率下降。所以选定盐的用量为40g/L。

3.4 染色时间对染色效果的影响

改变染色时间分别为30min、40min、50min、60min、70min、80min。其他染色工艺条件相同，染色温度60℃、浴比1：15、促进剂用量4g/L、盐用量40g/L。实验结果见表3-4。

表3-4 染色时间对染色效果的影响

从上表3-4中可以看出：随着染色时间的增长，K/S值增大，染色时间在60min时，染色效果最好，K/S值达到最大。由于染色时间影响染料向纤维内部的渗透，染料上染于纤维表面很快，但是纤维表面向纤维内部的渗透过程是缓慢的，需要时间，时间太短使染料难以渗透到纤维内部，导致织物的色光不对，上染率降低，浮色增加，从而导致织物的水洗牢度、摩擦牢度略微降低。染色时间越长渗透效果越好，织物上染越均匀，但是当织物上的染料上染量达到饱和时，再延长时间，染料会发生水解。因此选定最佳染色时间为60min。

3.5 温度对染色效果的影响

在新工艺中，改变温度分别为50℃、60℃、70℃、80℃、90℃。其他染色工艺条件相同，染色浴比为1：15、时间60min、促进剂用量4g/L、盐的用量40g/L。实验结果见表3-5。

表3-5 染色温度对染色效果的影响

从表3-5中可以看出：随着温度的升高K/S增大颜色变深，60℃得色最深。色牢度也最好。温度过低，染料不能充分上染织物，且固色不牢，导致织物的沾色情况严重，色牢度差。但温度过高对提高固色率是不利的，这是由于当纤维和染料一定时，染料的平衡上染百分率仅与温度有关，染色是放热反应，温度升高平衡上染百分率下降。此外，温度升高时，染料水解速度的增长大于纤维素反应速率的增长，染料水解量增多，固色率下降。从而影响到织物的摩擦牢度和色牢度。所以染色温度在60℃最为适宜。