活性染料的應(yīng)用性能對(duì)比

M. Ferus-Comelo

科學(xué)軟件公司(印度)

迄今為止，活性染料是用于棉和其他纖維素纖維染色的最重要的一類染料。盡管染料制造商通常會(huì)提供有關(guān)各種染料色牢度的信息，但往往無(wú)法直接獲得其他有關(guān)應(yīng)用性能的重要信息。例如，它們對(duì)鹽和堿的敏感性、染料竭染率和固色值以及洗掉未固色染料的難易程度。

如果染料對(duì)鹽敏感，則意味著在染浴中加入鹽會(huì)顯著增加染料竭染率。如果對(duì)堿敏感，則在染浴中加入堿后大部分染料被竭染。了解染料對(duì)鹽和堿的敏感性，染色者可以調(diào)整染色工藝，以避免染色不勻，減少不必要的長(zhǎng)染周期。例如，若配方中的所有染料都對(duì)鹽敏感，則可在染色開(kāi)始時(shí)添加鹽。若配方中的任何染料對(duì)堿敏感，則可能需要延遲加堿時(shí)間。每種染料對(duì)鹽和堿的敏感性并不是恒定的。隨著配方中染料量的減少，兩者通常都會(huì)顯著增加。因此，染料可能在低含量時(shí)鹽敏感而在高含量時(shí)鹽不敏感。

了解染料的竭染率和固色值是有用的，因?yàn)榉枪躺娜玖献罱K會(huì)進(jìn)入廢水中。理想情況下，固色值非常高，超過(guò)90%，而竭染率僅略高。然后，織物僅需去除少量染料。只有當(dāng)固色值也很高時(shí)，高竭染值才為正。否則，必須從纖維中去除大量未固色的染料。

染料越容易洗掉，需要的水量就越少。有幾個(gè)參數(shù)會(huì)影響洗滌的難易程度，其中包括纖維上有多少未固色的染料必須去除，染料從纖維上分離的難易程度，以及染料在水洗牢度測(cè)試中對(duì)干凈布料的染色難易程度。最近，科學(xué)軟件公司對(duì)知名供應(yīng)商的56種活性染料的上述應(yīng)用特性進(jìn)行了分析。

1 測(cè)試方法

所有的染色均在漂白的100%純棉平紋針織物上，以8 L/kg的液料比在Mathis Labomat IR燒杯型染色機(jī)上進(jìn)行，每次染色使用單一染料且織物質(zhì)量為10 g。除染料外，染色僅使用氯化鈉、純堿和燒堿，洗滌時(shí)使用醋酸中和。使用制造商推薦的染色溫度以及鹽和堿濃度。中等深度染色在1/3“SDD”下進(jìn)行，高深度染色在2/1“SDD”下進(jìn)行?！癝DD”是“標(biāo)準(zhǔn)染色深度”的縮寫(xiě)，指產(chǎn)生國(guó)際定義的顏色印象所需的染料量。給定“SDD”下染料量越低，染料的著色強(qiáng)度越高。

使用制造商推薦的染色溫度和鹽濃度確定中性鹽的消耗量，pH值為5～8。恒溫30 min后，取出織物，用Mathis SmartLiquor染浴分析儀從殘留液中測(cè)定竭染值。竭染值是用SmartLiquor根據(jù)染色結(jié)束時(shí)的殘留液計(jì)算出來(lái)的。固色值是通過(guò)用SmartLiquor測(cè)量4種洗滌液(50、50、95和75 ℃，浴比為10 L/kg)，并考慮水從一個(gè)洗滌槽到下一個(gè)洗滌槽的殘留。織物在第4次最終洗滌后用Mathis Morapex裝置進(jìn)行萃取，以去除殘留的未固色染料。提取液中的染料濃度用SmartLiquor測(cè)量并轉(zhuǎn)化為染料量。

洗滌等級(jí)范圍從1(非常差)到5(優(yōu)秀)。它們對(duì)應(yīng)于ISO 105 C06規(guī)定的耐洗色牢度等級(jí)。用1/3 “SDD”的染料量染色并在50 ℃溫度下兩次洗滌10 min后(第二次洗滌為了中和用酸洗)，浴比為10 L/kg。用Mathis SmartScan數(shù)字牢度分儀機(jī)測(cè)試?yán)卧嚨燃?jí)。

2 結(jié)果與討論

平均而言，在中等深度，大部分竭染發(fā)生在添加鹽(58.7%)之后，而在高深度時(shí)，鹽(40.2%)和堿(77.7%-40.2%=37.5%)對(duì)最終竭染的貢獻(xiàn)大致相等(表1)。對(duì)鹽非常敏感的染料在中性相的中等深度處竭染率超過(guò)90%，在高深度處仍約為75%。另外，在加鹽時(shí)，堿敏感染料竭染率僅在14%(高深度)和29%(中等深度)之間(表1)。

表1 中等深度、高深度的結(jié)果概述

正如預(yù)期，當(dāng)染料量增加時(shí)，染料竭染率和固色率下降。在中等深度時(shí)，41.2%～91.8%的染料固著在纖維上。在高深度時(shí)，這些值分別下降至15.1%～79.1%，因此，最佳與最差染料之間的差異在高深度染色時(shí)更加明顯。

中等深度的平均竭染率為86.6%，高深度為77.7%。中等深度的平均固色率為70.4%，高深度為50.7%，即中等深度染色時(shí)必須去除織物上約17%的染料(或纖維上20%的染料)，高深度染色時(shí)必須去除織物上約27%的染料或纖維上35%的染料。

洗滌難易程度也存在很大差異，范圍涵蓋1～5的大部分可能值。

圖1～圖4描述了如何根據(jù)4個(gè)參數(shù)(中性耗竭率、最終竭染率、固色值和洗滌等級(jí))分布染料。在x軸上，可能值的范圍以10%步長(zhǎng)(中性耗竭率、最終耗竭率和固色值)或1級(jí)步長(zhǎng)(洗滌等級(jí))分類。y軸表示在每種情況下，屬于每個(gè)x軸類別染料的占比。

圖1 中性竭染率的直方圖

圖2 最終竭染率的直方圖

圖3 固色率的直方圖

圖4 洗滌評(píng)級(jí)的直方圖

圖1顯示，中等深度的大部分中性竭染率介于40%和70%(高鹽敏感性)之間，在高深度時(shí)該值為20%～60%。

10個(gè)試樣中，約9個(gè)試樣的最終竭染率在中等深度時(shí)高于80%，但在高深度時(shí)則廣泛分布在50%～100%(圖2)。85%的染料在中等深度時(shí)的固色值至少為60%。然而，在高深度時(shí)，該值下降至所有染料的40%。在高深度時(shí)，沒(méi)有一種染料的固色值超過(guò)80%(圖3)。

在洗滌方面，超過(guò)90%的染料的洗滌評(píng)級(jí)在3～5之間，約60%的染料的洗滌評(píng)級(jí)超過(guò)4級(jí)(圖4)。

何鵬飛 譯 羅 艷 校