活性染料净洗剂的性能研究

2024-01-14杭彩云

轻纺工业与技术 2023年6期

杭彩云

（江阴职业技术学院环境与材料工程系，江苏江阴 214405）

活性染料自问世以来，因色谱齐全、色泽鲜艳、色牢度好、使用方便、性价比高等优点得到迅速发展，成为纤维素纤维染色的首选染料。但是活性基团需在碱性条件下才能与纤维发生共价键的结合，导致活性染料发生水解，在纤维表面形成浮色。去除浮色需要经过高温皂洗、多道水洗，否则浮色会影响纺织品的服用性能。为了降低净洗温度、减少水洗次数和提高净洗效果，活性染料净洗剂的开发和净洗工艺的研究一直以来都是科研人员关注的课题。本文将织物采取高温HE 型活性染料染色后，选择5 种类型净洗剂洗涤，通过测定K/S 值、洗液吸光度、耐皂洗牢度和摩擦牢度，比较净洗剂的净洗效果。

1 试验

1.1 材料及仪器

织物：纯棉煮漂针织物，165g/m2（无锡太平针织有限公司）。

药品：活性染料黄HE4R、红HE3B、深兰HER、翠兰HA、兰HERD、艳兰HEGN（上海虹固化学工业有限公司）；净洗剂XC-W[巴斯夫（中国）化工有限公司]；净洗剂SDS（无锡市华东化学试剂有限公司）；净洗剂AST、C18EO20、BS-12（上海佳和化工有限公司）；匀染剂DY（上海佳和化学有限公司）；元明粉、纯碱（无锡凯利富达贸易有限公司）。

仪器：Datacolor 650 电脑测色配色仪[德塔颜色商贸（上海）有限公司]；AD-24 常温小样染色机（鹤山精湛染整设备厂有限公司）；FA2004 电子天平（上海圣科仪器设备有限公司）；M11-2 摩擦牢度仪（温州大荣纺织仪器有限公司）；SW-12 耐洗色牢度试验机（无锡纺织仪器厂）；722 型可见分光光度计（上海光谱仪器有限公司）。

1.2 实验方法

1.2.1 染色

1.2.1.1 染色工艺处方

活性染料X/%（omf）5.0

匀染剂DY/（g/L）1

元明粉/（g/L）80

纯碱/（g/L）20

浴比1∶20

1.2.1.2 染色工艺

染色工艺曲线如图1 所示。

图1 染色工艺曲线

1.2.1.3 染色后净洗工艺

织物经染色结束排液后，冷水洗5min，加入2g/L净洗剂95℃皂洗15min 后经70℃热水洗10min，再经过2 道冷水洗各5min，经脱水后晾干染色织物。

1.2.2 K/S 值的测定

在Datacolor 电脑测色配色仪上，对净洗前和净洗后的样品进行测试，每块染色织物测5 次，记录K/S值，取平均值。净洗前和净洗后的ΔK/S 越大，表示净洗过程中纤维上的浮色被去除越多，净洗的效果越佳。

1.2.3 吸光度的测定

收集净洗残液和各道水洗液并定容，然后在各自染料的最大吸收波长处测定吸光度（Abs）[1]。洗液吸光度越大，说明溶液中染料浓度越高，反映出纤维上的染料被洗下来越多，净洗的效果越好。

1.2.4 耐皂洗牢度和摩擦牢度的测定

耐皂洗色牢度按GB/T 3921—2008 方法测定，摩擦牢度按GB/T 3920—2008 方法测定，测试后评定耐皂洗牢度棉布沾色和干湿摩擦牢度沾色。

2 结果及讨论

2.1 净洗剂对活性黄HE4R 染色织物净洗效果的影响

织物经过活性黄HE4R 染色后，用5 种净洗剂分别进行洗涤，收集所有洗液并定容成相同体积，在HE4R 最大吸收波长440nm 处测定吸光度，染色织物净洗效果的测定结果见表1。

表1 净洗剂对HE4R 染色织物净洗效果的影响

从表1 可以看出，织物ΔK/S 和洗液Abs 排序均为：XC-W ＞AST ＞SDS ＞C18EO20 ＞BS-12，耐皂洗牢度排列顺序为：XC-W=AST ＞SDS ＞C18EO20=BS-12，摩擦牢度综合排列顺序为：XC-W=AST=SDS ＞C18EO20=BS-12。经综合净洗效果检测指标后认为，5 种净洗中XC-W 对活性黄HE4R 染色织物的净洗效果最佳，BS-12 最差。

2.2 净洗剂对活性红HE3B 染色织物净洗效果的影响

织物经过活性红HE3B 染色后，用5 种净洗剂分别进行洗涤，收集所有洗液并定容成相同体积，在HE3B 最大吸收波长530nm 处测定吸光度，染色织物净洗效果的测定结果见表2。

表2 净洗剂对HE3B 染色织物净洗效果的影响

从表2 可以看出，织物ΔK/S 和洗液Abs 排序均为：XC-W＞AST＞SDS＞C18EO20＞BS-12，耐皂洗牢度排序为：XC-W＞AST＞SDS＞C18EO20=BS-12，摩擦牢度综合排序为：XC-W=AST＞SDS=BS-12=C18EO20。XC-W 和AST 基本能达到国标规定的耐皂洗牢度3～4 级要求，其他3 种净洗剂不能满足产品要求。

2.3 净洗剂对活性深兰HER 染色织物净洗效果的影响

织物经过活性深兰HER 染色后，用5 种净洗剂分别进行洗涤，收集所有洗液并定容成相同体积，在染料最大吸收波长610nm 处测定吸光度，染色织物净洗效果的测定结果见表3。

表3 净洗剂对HER 染色织物净洗效果的影响

从表3 可以看出，织物ΔK/S 和洗液Abs 排序均为：XC-W＞AST＞SDS＞C18EO20＞BS-12，耐皂洗牢度排序为：XC-W＞AST＞SDS＞BS-12=C18EO20，摩擦牢度综合排序为：XC-W=AST＞SDS=BS-12=C18EO20。耐皂洗牢度效果最好的XC-W 为4～5 级；而BS-12、C18EO20为2～3级，说明净洗过程中大量的浮色没有被洗除，这2 种净洗剂的洗涤效果不佳。经综合净洗效果检测指标后认为，XC-W 效果最好，其次是AST。

2.4 净洗剂对活性翠兰HA 染色织物净洗效果的影响

织物经过活性翠兰HA 染色后，用5 种净洗剂分别进行洗涤，收集所有洗液并定容成相同体积，在染料最大吸收波长670nm 处测定吸光度，染色织物净洗效果的测定结果见表4。

表4 净洗剂对HA 染色织物净洗效果的影响

从表4 可以看出，织物ΔK/S 和洗液Abs 排序均为：XC-W＞AST＞SDS＞C18EO20＞BS-12，耐皂洗牢度排序为：XC-W＞AST＞SDS=C18EO20=BS-12，摩擦牢度综合排序为：XC-W＞AST＞SDS=C18EO20＞BS-12。在5 种净洗剂中，只有XC-W 的效果能符合国标规定的耐皂洗牢度3～4 级要求，其他的4 种净洗剂不能用于活性翠兰HA 染色后净洗。分析认为，翠兰HA 染料母体为铜酞菁结构，分子中含有比较少的水溶性基团，染料对纤维的亲和力比较大，从纤维上不容易被清洗下来，同时，清洗下来的染料分子还容易返沾到纤维上，所以不具备防沾功能的净洗剂净洗后的皂洗牢度比较差。因此，在5 种净洗剂中只有XC-W 可以作为翠兰HA染色后的净洗剂。

2.5 净洗剂对活性兰HERD 染色织物净洗效果的影响

织物经过活性兰HERD 染色后，用5 种净洗剂分别进行洗涤，收集所有洗液并定容成相同体积，在HERD 最大吸收波长620nm 处测吸光度，染色织物净洗效果的测定结果见表5。

表5 净洗剂对HERD 染色织物净洗效果的影响

从表5 中可以看出，织物ΔK/S 和洗液Abs 排序均为：XC-W＞AST＞SDS＞C18EO20＞BS-12，耐皂洗牢度排序为：XC-W=AST＞SDS＞BS-12=C18EO20，摩擦牢度综合排序为：XC-W=AST＞SDS=BS-12=C18EO20。经综合净洗效果检测指标后认为，XC-W 和AST 净洗效果比较好。

2.6 净洗剂对活性艳兰HEGN 染色织物净洗效果的影响

织物经过活性艳兰HEGN 染色后，用5 种净洗剂分别进行洗涤，收集所有洗液并定容成相同体积，在染料最大吸收波长625nm 处测定吸光度，染色织物净洗效果的测定结果见表6。

表6 净洗剂对HEGN 染色织物净洗效果的影响

从表6 中可以看出，织物ΔK/S 和洗液Abs 排序均为：XC-W＞AST＞SDS＞BS-12＞C18EO20，耐皂洗牢度排序为：XC-W＞AST＞SDS=BS-12＞C18EO20，摩擦牢度综合排序为：XC-W=AST＞SDS=C18EO20=BS-12。经综合净洗效果检测指标后认为，净洗效果最好的是XC-W。

2.7 小结

将织物分别采取6 种高温活性染料染色后，分别用5 种净洗剂进行洗涤。从净洗效果数据可以发现，净洗剂XC-W、AST 的效果比SDS、BS-12、C18EO20效果好。

活性染料的净洗过程，纤维表面和孔道中未固着的染料或者水解染料从纤维上解吸，在净洗剂增溶和络合作用下分散在水溶液中。但是洗脱下来的染料对纤维还具有亲和力，容易返沾至纤维上。水解染料的解吸和返沾存在动态平衡，因此，活性染料的净洗剂不仅要具有解吸能力，还应有抑制水解染料返沾功能。

AST 的主要成分为马丙聚合物，具有比较好的螯合、分散能力[2-3]，能够将水解染料洗脱下来，在HE4R、HERD 上表现出较好的棉布沾色牢度。XC-W 主要成分为聚乙烯吡咯烷酮，不仅能与纤维上解吸的水解染料络合，提高水解染料在净洗液中的溶解度，降低水解染料与纤维之间的亲和力，还能通过PVP 中的正电荷与活性染料中的负电荷相互吸引作用，抑制水解染料的返沾吸附[4-5]。在HA 上，XC-W 的净洗效果最佳。

SDS（十二烷基硫酸钠）是阴离子表面活性剂，C18EO20（十八烷基聚氧乙烯醚）是非离子表面活性剂，BS-12（十二烷基二甲基甜菜碱）是两性表面活性剂。这3 种类型净洗剂不仅净洗效果不理想，而且净洗过程中出现大量泡沫，而泡沫在大生产时不易被洗净，要洗净泡沫就需要对应耗费大量的水，造成水资源的浪费和成本提升，还会影响布面效果。