阴离子分散剂对分散橙SE-RFL原染料的分散及其染色性能影响

2018-11-14张泽慧郝昆玥莫林祥刘越

纺织科学与工程学报 2018年4期

张泽慧，郝昆玥，莫林祥，刘越 ,4

(1．绍兴文理学院纺织服装学院,浙江绍兴 312000；2．安徽职业技术学院,安徽合肥 230011；3．浙江红绿蓝纺织印染有限公司,浙江绍兴 312030；4．浙江省清洁染整技术研究重点实验室,浙江绍兴 312000)

目前聚酯纤维在整个纺织领域中的占比已高达80%以上，而与之对应的染色印花用分散染料也取得了长足的进展，已居各类染料产量的世界首位，染料品种也较为繁多，为满足涤纶纺织品染色及印花生产需要做出了贡献[1]。

尽管如此，国内商品分散染料除了高品质品种缺乏外，粉体类分散染料粒径多为微米级别，粒径分布又较为宽泛[2]，这类染料在高温染色过程中极易因分散剂的品种[3]或者性能等[4]的欠缺出现染料结晶增大、凝聚等导致染色纺织品出现色点或色牢度降低等染色疵病[5-6]，其中很主要的原因就是与起到分散作用的分散剂等表面活性剂有直接的关系[7]。

为进一步了解分散剂对分散染料加工及其染色性能的影响，本实验以单偶氮类的分散橙SE-RFL原染料及目前分散染料加工常用的阴离子型分散剂为研究对象，进行不同分散剂种类及与染料的配比条件下的研磨实验，研究阴离子分散剂对分散染料粒径及分布、分散高温稳定性、染色性能等方面的影响。

1 实验部分

1.1 实验仪器及药品

MS204S电子天平，梅特勒托利多仪器(瑞士)有限公司；PM400落地式行星球磨仪(研磨介质为不同直径的氧化锆珠)，德国Retsch(莱驰)中国总部；L-12C型振荡染色机，厦门瑞比精密机械有限公司；UV-2450紫外可见分光光度计，日本津岛株式会社；Mastersizer 3000激光粒度仪，英国马尔文仪器有限公司；测色配色系统datacolor600，美国Datacolor公司；强制对流型通用烘箱UF260Plus，德国MEMMERT；全能试色机ECO-24，厦门瑞比机械制造有限公司。

分散橙SE-RFL，工业级滤饼，杭州福莱蒽特精细化工有限公司；分散剂MF、分散剂NNO、木质素磺酸钠，工业级，杭州福莱蒽特精细化工有限公司；无水碳酸钠，AR, 江苏强盛功能化学股份有限公司；无水乙醇，AR，上海富民化学试剂厂；保险粉，AR，天津市大茂化学试剂厂；冰醋酸，AR，浙江省兰溪市屹达化工试剂有限公司；纯涤纶机织坯布，工业品，浙江红绿蓝纺织印染有限公司。

1.2 实验内容

以分散橙SE-RFL原染料和不同阴离子型分散剂在相同的研磨条件下，通过改变分散剂的种类及与染料的配比进行研磨实验，研究分散剂对分散染料粒径及分布、分散高温稳定性、染色性能等方面的影响。

1.2.1 染料研磨实验

实验时，研磨物料由3mm直径和1mm直径的氧化锆珠以1:1的质量比混合构成，研磨物料与染料质量比为10:1，其中染料由原染料与分散剂按照一定比例混合而成，研磨时间为8小时，转速为300r/min。每次研磨时在研磨罐中加入30mL的水和5mL无水乙醇。

研磨时，染料与不同类型的分散剂按照：m染料：m分散剂=2:8(即染料占比20%，下同)；3:7(30%)；4:6(40%)；5:5(50%)；6:4(60%)；7:3(30%)；8:2(80%)等不同的配比混合进行研磨加工。

1.2.2 分散染料性能测试

1.2.2.1 染料粒径及其分布

使用Mastersizer 3000 激光粒度仪，对研磨前后染料粒径大小及其分布进行测试表征。

1.2.2.2 高温分散稳定性

将研磨后的染料配制成与染色相同浓度的染液后用全能试色机ECO-24在130℃下空白处理8min后进行测试。

1.2.2.3 实验分散染料的染色性能

按照相应的染色工艺处方，采用全能试色机ECO-24进行染色实验并用Data Color 600测色配色仪对染样进行测试。

(1)染色工艺

织物润湿挤干→染色(染料(o.w.f)1%，pH4.5～5.5(冰醋酸调节)，浴比1：30，室温入染，以2℃·min-1升温速率到130℃，保温45min后降温到80℃)→热水洗→还原清洗(保险粉2 g·L-1，碳酸钠2 g·L-1，浴比1：30，80℃，5min)→水洗→皂洗(碳酸钠2g·L-1，皂粉：5 g·L-1，浴比1：30，95℃，10min)→烘干(80℃)

(2)染色效果测试

用DataColor 600测试染色效果：在染色织物上选取5个不同的点位测其K/S值，按式(1)算出染色织物的K/S平均值，以此表示织物的表观色深值。

(1)

2 实验结果与讨论

2.1 分散剂对分散染料粒径及其分布的影响

以分散橙SE-RFL原染料与不同分散剂混合研磨处理染料为研究对象，按照实验方案进行研磨，并对其进行粒径分布测试，结果如表1所示。

表1 不同染料/分散剂配比混合研磨后的染料粒径数据

从表1数据可以看出，经过研磨处理后染料的粒径变小、分布变窄，而且当分散剂用量与染料用量接近时，染料的研磨分散效果较好。另外从染料粒径及其分布情况看，分散剂木质素磺酸钠总体分散效果优于分散剂NNO和MF。

表2为研磨染料测试液放置5天后其粒径的变化情况。

表2 不同染料/分散剂配比混合研磨染料测试液放置5天后的粒径数据

表1、表2数据对比可以看出，测试液放置5天后染料粒径都有变大的趋势，相比较而言，木质素磺酸钠作为分散剂研磨制成的染料在放置5天后，染料粒径变化幅度更大，说明染料分子间发生团聚的比例较高。

2.2 分散剂类型对分散染料分散稳定性的影响

表3为研磨染料在空白条件下经130℃高温下处理15min后测试得到的粒径大小及其分布数据，括号中的数据为染料粒径增大的幅度(%)。

表3 研磨染料空白条件下130℃处理15min后的粒径数据

相关资料[3]表明，分散剂对分散染料的高温稳定性有明显的影响。对比表1、表2及表3数据可以看出，经130℃高温处理15min后小粒径染料变为大粒径染料增幅明显，特别是分散剂与染料质量比差距越大该趋势表现更为明显，分散剂用量较高时，分散剂MF对染料的的高温稳定性好于分散剂NNO。同时，木质素磺酸钠作为分散剂对染料的高温稳定作用优于分散剂NNO、MF，说明木质素磺酸钠的高温分散性能更优，这与有关文献有相似的结论[8]。

不同分散剂及与染料不同比例条件下研磨后染料粒径分布分别如图1～图3所示，其中图1～图3分别是分散剂NNO、分散剂MF以及分散剂木质素磺酸钠按照m染料:m分散剂=4:6配比研磨染料经高温处理后的粒径分布图。

图1 分散剂NNO混合染料高温处理后的粒径分布图

图3 木质素磺酸钠混合染料高温处理后的粒径分布图

对比图1～3可以发现，高温处理后，大粒径染料虽然有明显增加但多处于1μm以下范围，其中木质素磺酸钠作为分散剂时，高温处理后仍然存在部分纳米粒径染料，这与前述表格所列染料粒径分布数据是吻合的，说明木质素磺酸钠作为分散剂具有较好的高温分散稳定性。

2.3 分散剂对分散染料染色性能的影响

表4为不同阴离子型分散剂与原染料按照一定的配比混合研磨后，染料的染样测色表观色深度K/S值。

表4 不同原染料占比研磨染料染样K/S值

从表中数据可以看出，不同分散剂与分散橙SE-RFL原染料按照一定比例混合研磨后染色染样的表观色深度K/S值有明显的差距：NNO作为分散剂且m染料:m分散剂=5:5时，染色试样的K/S值最大， MF作为分散剂且m染料:m分散剂=6:4时，染色试样的K/S值稍小，而木质素磺酸钠作为分散剂且m染料:m分散剂=5:5时，染色试样的K/S值最小。