染色促進劑DA Plus染色工藝研究

余艷娥

（江陰職業(yè)技術(shù)學(xué)院，江蘇江陰 214405）

0 引言

在活性染料染色中，固著反應(yīng)使用的傳統(tǒng)堿劑是選用較為溫和的純堿、磷酸三鈉等。堿劑（純堿）雖然固色效果好，但存在用量大、化料不方便（熱水）、易結(jié)塊堵塞管道等缺點[1,2]。為了解決這些問題，近期，助劑市場上相繼推出了一些代堿劑作為活性染料固色的專用堿劑，用于替代純堿等傳統(tǒng)堿劑。如美國拜耳公司開發(fā)的液體混合堿劑ALkaflo RMT，美國伯明翰公司1997年研制的商品名為BurcoNP-Q Salt的液體混合堿劑。國內(nèi)如上海市紡織科學(xué)研究所研發(fā)的多功能固色堿DA，上海瑞鷹化工有限公司的代用堿E，廣州金瑞鷹生物化學(xué)有限公司研發(fā)的新型堿劑S，亨斯邁紡織染化上海技術(shù)服務(wù)中心研制的代用堿TS以及杭州美高華頤化工有限公司研制的代用堿M等[3]。

新型染色促進劑DA Plus中不含APEO、甲醛等致癌的偶氮及芳香類化合物，且具有易溶易洗滌、節(jié)能降耗、高得色率及重現(xiàn)性好等特點[]。在染較敏感的顏色時，由于代用堿具有優(yōu)異的緩染性，對色花有明顯的改善作用[4]。本文主要研究新型染色促進劑DAPlus的染色工藝。

2 試驗

2.1 材料

織物：32S全棉棉織物

主要儀器：

恒溫水浴鍋(型號為HH-6、南通三思電科技有限公司)、電子天平、燒杯、玻璃棒、量筒、吸量管、溫度計、容量瓶、電爐、電熱鼓風(fēng)干燥箱（型號為DHG-9620B、南通金石實驗儀器有限公司）、電腦測配色儀（型號為COLOR-EYE700A、杭州三錦科技有限公司）、摩擦牢度儀(型號為Y571B、常州市第一紡織設(shè)備有限公司)、皂洗牢度儀（型號為SW-24A、常州市第一紡織設(shè)備有限公司）

染化助劑：

活性染料RR紅、碳酸鈉(分析純AR、上海化學(xué)試劑有限公司)、無水硫酸鈉（分析純AR、上?；瘜W(xué)試劑有限公司）、促進劑DA Plus（寧波保稅區(qū)銳科化工有限公司）、碳酸氫鈉（分析純AR、上?；瘜W(xué)試劑有限公司）、氫氧化鈉（分析純AR、上?；瘜W(xué)試劑有限公司）

2.2 工藝

2.2.1 工藝流程

潤濕織物→染色→水洗→皂洗→水洗→烘干

2.2.2 工藝曲線

染色工藝曲線見圖2-1。

2.2.3 工藝處方

染色工藝處方見表2-1。

表2-1 染色工藝處方表

2.3 實驗結(jié)果測試

2.3.1 K/S值測試

用測色配色儀測定，采用1976年國際照明協(xié)會(CIE)CIELAB色差公式測量，光源為D65光源。

2.3.2 耐摩擦色牢度的測定

按GB/T3920-2008《紡織品色牢度試驗?zāi)湍Σ辽味取窚y定。

2.3.3 耐洗色牢度測定

檢測采用GB/T3921—2008《紡織品色牢度試驗?zāi)驮硐瓷味取贰?/p>

3 結(jié)果與討論

3.1 不同堿劑對染色效果的影響

改變堿劑分別為氫氧化鈉、促進劑、碳酸鈉、碳酸氫鈉，其他染色工藝條件相同，染色時間為60min、溫度60℃、浴比1：10、鹽40g/L、堿劑用量為4g/L。得到實驗結(jié)果見表3-1。

表3-1 不同堿劑對染色效果的影響

從表3-1中可以看出：不同的堿劑，K/S值有所不同，新型促進劑染色時所得的K/S值最大。這可能是因為碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化鈉、代用堿的pH分別為8.4、10.3、13.4和12.5[5]?；钚匀玖先旧珪r，染液pH對染色過程有一定的影響。染液pH越高，染液的堿性越強，越利于纖維素的離子化，纖維素負(fù)離子的濃度增加，纖維的溶脹增大，因此鍵合反應(yīng)速率提高，固色率一般也將提高。但隨著染液中pH的增高，染液中[OH-]比纖維中[Cell—O-]增加更快，[Cell—O-]∕[OH-]的值減少，水解反應(yīng)的比例將增加，染料上染率將下降[5-6]。但是，由于活性染料的水解反應(yīng)與鍵合反應(yīng)機理、條件相同，因此在活性染料染色過程中，水解反應(yīng)和鍵合反應(yīng)總是相隨相伴，但鍵合反應(yīng)總是比水解反應(yīng)快得多。所以選用染色促進劑作堿劑時，染料的K/S值最佳，各項牢度也最好。

3.2 促進劑的用量對染色效果的影響

改變促進劑的用量為0.5g/L、1g/L、2g/L、4g/L、6g/L。其他染色工藝條件相同，染色時間60min、溫度60℃、浴比1：10、鹽40g/L。實驗結(jié)果見表3-2。

表3-2 促進劑的用量對染色效果的影響

從表3-2中可以看出，隨著促進劑的用量增加，K/S值增大，當(dāng)促進劑用量在4g/L時，K/S值達到最大，再繼續(xù)增加促進劑用量，K/S值反而下降。這是因為染色中使用的促進劑不僅可以中和生成的酸，保證染料與纖維的固色反應(yīng)，而且能促使纖維素的羥基電離成纖維素陰離子，使染料充分?jǐn)U散到纖維內(nèi)部，在與纖維反應(yīng)成鍵，從而使染料與纖維牢固結(jié)合。但是，促進劑的用量要適量，如果染浴中促進劑一直增加，染色過程染料的聚集程度增大，導(dǎo)致染料的固色率降低，浮色增多，從而使染色織物的摩擦牢度降低，所以，促進劑的用量以4g/L為宜。

3.3 硫酸鈉的用量對染色效果的影響

改變硫酸鈉的用量分別為20g/L、30g/L、40g/L、45g/L、50g/L，其他染色工藝條件相同，分別為，浴比為1：15，時間60min，溫度60℃，促進劑用量為4g/L。實驗結(jié)果見表3-3。

表3-3 鹽的用量對染色效果的影響

從上表3-3中可以看出，隨著鹽的用量的增加，K/S值增大，當(dāng)鹽的用量為40g/L時，K/S值達到最大。在染液中加入鹽時，纖維內(nèi)相與外相溶液中[OH-]分布發(fā)生變化，隨著溶液中鹽濃度的提高，纖維內(nèi)相[OH-]隨之提高，從而提高了纖維素的離子化，使[Cell-O-]提高[7]。同時鹽促使被纖維吸附的染料量升高，鍵合反應(yīng)速率提高，鹽起到促染的效果，提高了染料的上染百分率，從而提高了固色率。但是鹽的用量也不宜多加，過量的電解質(zhì)容易造成染色不勻，還會引起染料聚集和沉淀。從而染色織物的水洗牢度下降，摩擦牢度降低，染料上染百分率下降。所以選定鹽的用量為40g/L。

3.4 染色時間對染色效果的影響

改變?nèi)旧珪r間分別為30min、40min、50min、60min、70min、80min。其他染色工藝條件相同，染色溫度60℃、浴比1：15、促進劑用量4g/L、鹽用量40g/L。實驗結(jié)果見表3-4。

表3-4 染色時間對染色效果的影響

從上表3-4中可以看出：隨著染色時間的增長，K/S值增大，染色時間在60min時，染色效果最好，K/S值達到最大。由于染色時間影響染料向纖維內(nèi)部的滲透，染料上染于纖維表面很快，但是纖維表面向纖維內(nèi)部的滲透過程是緩慢的，需要時間，時間太短使染料難以滲透到纖維內(nèi)部，導(dǎo)致織物的色光不對，上染率降低，浮色增加，從而導(dǎo)致織物的水洗牢度、摩擦牢度略微降低。染色時間越長滲透效果越好，織物上染越均勻，但是當(dāng)織物上的染料上染量達到飽和時，再延長時間，染料會發(fā)生水解。因此選定最佳染色時間為60min。

3.5 溫度對染色效果的影響

在新工藝中，改變溫度分別為50℃、60℃、70℃、80℃、90℃。其他染色工藝條件相同，染色浴比為1：15、時間60min、促進劑用量4g/L、鹽的用量40g/L。實驗結(jié)果見表3-5。

表3-5 染色溫度對染色效果的影響

從表3-5中可以看出：隨著溫度的升高K/S增大顏色變深，60℃得色最深。色牢度也最好。溫度過低，染料不能充分上染織物，且固色不牢，導(dǎo)致織物的沾色情況嚴(yán)重，色牢度差。但溫度過高對提高固色率是不利的，這是由于當(dāng)纖維和染料一定時，染料的平衡上染百分率僅與溫度有關(guān)，染色是放熱反應(yīng)，溫度升高平衡上染百分率下降。此外，溫度升高時，染料水解速度的增長大于纖維素反應(yīng)速率的增長，染料水解量增多，固色率下降。從而影響到織物的摩擦牢度和色牢度。所以染色溫度在60℃最為適宜。

3.6 浴比對染色效果的影響

改變浴比分別為1：8、1：10、1：12、1：15。其他染色工藝條件相同，染色時間60min、溫度60℃、促進劑4g/L、鹽40g/L。實驗結(jié)果見表3-6。

表3-6 浴比對染色效果的影響

從表3-6中可以看出：浴比對織物的染色性能也有一定的影響，浴比在1：10效果最好，K/S值達到最大。浴比太小，染液循環(huán)太慢，織物不能和染液充分接觸，容易產(chǎn)生色花，導(dǎo)致織物的水洗牢度、摩擦牢度都達不到要求。浴比太大則會大量浪費水資源，染料上染速率慢，水洗摩擦牢度會有所下降。

4 總結(jié)

(1)最佳染色工藝為：染料用量2%(o.w.f),促進劑4g/L,硫酸鈉40g/L，染色時間為60min，溫度為60℃，浴比為1：10。

(2)促進劑用量小，而且采用小浴比染色，降低了成本，節(jié)約了能源。

(3)用促進劑做堿劑時，K/S值比用其他堿做堿劑時的K/S要高，且摩擦牢度和水洗牢度相當(dāng)甚至有所提高。

[1]李穎君,張慶,馮繼紅.代用堿DA的應(yīng)用研究[J].針織工業(yè),2006,(12):39-42

[2]張淑云.代用堿EH在活性染料染色中的應(yīng)用[J].針織工業(yè),2010,(2):51-53

[3]王飛,孫莎莎,季振宇,等.液體代用堿在活性染料浸染中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代絲綢科學(xué)與技術(shù),2011,(05):5-8

[4]李波.代用堿在棉活性染色中的應(yīng)用[J].印染,2007,33(4):21-25

[5]沈志平.染整技術(shù)第二冊[M].北京:中國紡織出版社,2009:72-84

[6]陶乃杰.染整工程第二冊[M].北京:中國紡織出版社,2004:127-131