涤棉分散/活性一浴高效低泡防沾污净洗剂的制备与应用

梁 娟,胡于庆,吴晋川,樊武厚,廖正科,蒲 实

(1.四川省纺织科学研究院有限公司 高性能有机纤维四川省重点实验室,四川 成都 610083;2.四川益欣科技有限责任公司,四川 广汉 618300)

随着纺织印染企业节能环保要求不断提高,涤棉分散/活性二浴法由于工艺流程长,耗能、耗水量高,正逐步被一浴法取代,一浴法工艺改进与提升已迫在眉睫。一浴法节水、节能、环保,但分散染料与活性染料同浴加入,在净洗工序中分散染料、活性染料对白底的沾色问题需要避免,否则会严重影响产品质量。所以在分散/活性染料一浴染色中选择低能耗、低水耗、对环境污染小、洗涤效果好且具有良好的防白底沾色的净洗剂就极其重要。目前国内织物净洗剂大多采用表面活性剂的复配物来对染色织物进行净洗处理,以去除织物上的浮色,达到提高织物色牢度的目的。这些表面活性剂大部分存在以下缺点:(1)含有对环境具有潜在危害的烷基酚聚氧乙烯醚(APEO);(2)含对环境不利特别是对水生物不利的磷酸酯;(3)不易生物降解。欧洲一些国家自1976年制定了法规限制生产和使用APEO,对纺织品和服装上的APEO进行了严格的限定,要求不得超过30 pp m。同时随着人们生活水平的不断提高,对环境的保护意识也越来越强,不仅要求纺织品本身不含对环境及人体无害的物质,而且要求在纺织品的生产及消亡过程中均不含或不产生对环境及人体有害的物质,且在生产和消亡过程中的物质的生物降解性要好[1-4]。

活性染料染色后用的防沾污净洗剂主要是去除未固着的染料和水解染料,因此防沾污净洗剂必须具有渗透、吸附、分散、络合和洗涤五大作用[5]。为此,设计并合成了一种V形聚二甲基硅氧链疏水链的聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯功能单体,含有多疏水链结构,并将该结构功能单体用于一种侧链含聚醚硅结构的新型高分子多元酸共聚物的合成,复配后制得环保型无泡防沾污净洗剂。该净洗剂不含烷基酚聚氧乙烯醚(APEO)、邻苯二甲酸酯和有机磷化合物等有害物质,是一种环境友好的印染助剂材料,有利于节水节能,降低对环境的污染。自制的高效低泡防沾污净洗剂具有较强的耐电解能力,渗透和分散能力优越,应用结果表明其净洗性能和防沾污性能优异,其处理后的染色织物具有较好的色牢度,具有十分广阔的市场前景。

1 试验部分

1.1 材料与仪器

织物:涤棉纱卡80/20(绵阳佳联印染有限责任公司)。

试剂:自制V形聚二甲基硅氧烷聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯疏水功能单体,丙烯酸,衣康酸,丙烯酰胺,甲基丙烯酸磺酸钠,马来酸酐,乙烯吡咯烷酮,过硫酸铵(分析纯,成都科龙试剂厂);分散染料和活性染料红、兰(上海安诺其集团股份有限公司);碳酸钠,氢氧化钠,硫酸钠,元明粉(成都科龙试剂厂);防泳移剂(四川益欣科技有限责任公司)。

仪器:恒温加热磁力搅拌器;P-AO轧车;AS-24常温振荡染色机(佛山市亚力诺精密仪器机械制造有限公司);YB-200小样蒸化机(绍兴柯桥亚博纺织机械有限公司);MINITENTER连续式定型烘干机(厦门瑞比精密机械有限公司);摩擦色牢度仪(温州市大荣纺织仪器公司);UV岛津分光光度计(日本岛津)。

1.2 高效低泡防沾污净洗剂的制备

采用自制V形聚二甲基硅氧烷聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯疏水功能单体与丙烯酸、衣康酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酸磺酸钠、马来酸酐、乙烯吡咯烷酮共聚,得到侧链含聚醚硅结构的新型高分子多元酸共聚物。然后将该多元酸共聚物与无磷耐碱螯合分散剂、表面活性剂等复配得到侧链含聚醚硅结构的高效低泡防沾污净洗剂[6]。

1.3 涤棉织物分散/活性一浴两步法染色

采用涤棉分散/活性染料同浴染色、二步固色工艺,染色工艺流程如图1所示。

图1 涤棉分散/活性一浴法染色工艺流程

(1)染液配方

分散染料/(g·L-1) 60

活性染料/(g·L-1) 40

防泳移剂/(g·L-1) 10

(2)固色碱液配方

碳酸钠/(g·L-1) 15~25

氢氧化钠/(g·L-1) 3~5

元明粉/(g·L-1) 200~250

1.4 净洗工艺

涤棉染色织物/g 4

净洗剂/(g·L-1) 3

净洗温度/℃ 95

时间/min 5

浴比 1∶50

1.5 性能测试

1.5.1 起泡性和泡沫稳定性

用润洗过的移液管移取25 mL试样(5 g/L,25%固含量)于100 mL比色管中,盖好塞子,用食指按住塞子,用力上下摇动比色管20次,产生泡沫后用尺子测量泡沫高度并记录泡沫破灭时间。

1.5.2 净洗性能

测试净洗工艺处理后净洗残液吸光度值。

1.5.3 防沾污性能

净洗工艺中白布沾色用GB 251—2008《纺织品 色牢度试验 评定沾色用灰色样卡》进行评级。

1.5.4 耐摩擦色牢度

按照GB/T 3920—2008《纺织品色牢度试验 耐摩擦色牢度》进行评定。

1.5.5 耐皂洗色牢度

按GB/T 3921—2008《纺织品色牢度试验 耐皂洗色牢度》进行测试和评定。

2 结果与讨论

2.1 起泡性和泡沫稳定性

按1.5.1的测试方法测试自制高效低泡防沾污净洗剂和市售净洗剂的起泡性和泡沫稳定性,测试结果见表1。

表1 净洗剂的起泡性和泡沫稳定性

如表1所示,自制高效低泡防沾污净洗剂具有较低起泡性,同时泡沫相对容易消失,泡沫排液速度较快,使得泡沫更容易变薄和破灭,有利于后续印染加工,不会降低生产效率,有利于产品质量控制。

2.2 净洗性能和防沾色性能

按照1.4净洗工艺处理染色织物,测定净洗残液的吸光度值,结果如图2所示。

图2 不同净洗剂净洗处理后残液吸光度值

如图2和表2所示,自制高效低泡防沾污净洗剂具有良好的净洗性能和防沾污性能,白布沾色情况良好。这是由于自制净洗剂具有降低工作液界面张力、有效渗入浮色和纤维之间,削弱浮色在纤维上的附着力,达到去除浮色的效果;同时有效分散浮色于工作液中,形成稳定的悬浮分散体系,通过净洗剂的螯合作用达到防止染料对白底织物的沾色[7]。

表2 净洗剂的防沾色性能

2.3 耐皂洗色牢度和耐摩擦色牢度

为测试净洗剂对涤棉织物的净洗效果,分别对不添加净洗剂及不同净洗剂净洗处理后的织物进行测试。未净洗和净洗后织物的耐皂洗、耐摩擦色牢度情况见表3。

表3 不同净洗剂处理涤棉织物的牢度指标

由表3数据可知,净洗剂处理后能有效提高染色织物的色牢度,净洗效果良好,使得净洗工艺处理后织物的耐洗色牢度性能优异,且干、湿摩擦色牢度均有明显提升。

3 结 论

(1)采用自制V形聚二甲基硅氧烷聚氧乙烯醚甲基丙烯酸酯疏水功能单体制备得到侧链含聚醚硅结构的新型高分子多元酸共聚物,该多元酸共聚物与无磷耐碱螯合分散剂、表面活性剂等复配得到的高效低泡防沾污净洗剂具有较低起泡性,有利于后续印染加工工艺,保证产品加工品质。

(2)自制的高效低泡防沾污净洗剂用于涤棉织物一浴法染色净洗工艺时去浮色能力强,具有良好的净洗性能和防沾污性能,净洗处理后的染色织物的耐洗色牢度和干湿摩擦色牢度均有明显提升,有利于节水节能,降低对环境的污染,具有极大的环保效应,值得在印染行业进一步推广应用。