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活性染料的短时间清洗

1.前言

活性染料被广泛用于纤维素纤维的印染加工。无论是普通印染用活性染料,还是高级防、拔染用活性染料在市场上都有售。

通过科技人员的长年艰苦努力,活性染料的各种应用技术、生产管理、染料废水控制和处理技术等已被开发。本文将着重点讨论活性染料染色过程中的皂洗工艺。

活性染料含有一个或多个官能基团的反应基,种类繁多,化学结构多样,因此,反应效率也各不相同。

但是,这些不同类型的活性染料有一个共同之处就是在染色时不能完全与纤维素纤维反应。在印染、汽蒸处理后,纤维中含有:

(a)已反应结合的活性染料;
(b)未固着的活性染料;
(c)水、碱(酸)作用产生的水解染料,

它们与染色时pH值的大小、温度高低及时间长有关,一般可通过皂洗来解决。

在高温碱性染色浴和洗涤浴中易出现染料-纤维键合不稳定的现象。由于所产生的水解染料持有很大的亲和力,因此易引起染料再沾污等问题。

未固着的染料(b)或水解染料(c)一般很难清洗干净,容易导致诸如渗色、白地沾污、再沾污以及湿牢度和洗涤牢度不佳等问题。因此,用于清洗活性染料的皂洗剂必须具有强力的洗涤力和防止再沾污的功能。

2.最新研究动向

活性染料的皂洗技术研究在欧美非常活跃。技术人员通常用模拟装置按正式生产流程进行处理后,测试脱落在各槽中的染料含量,热~冷清洗温度、时间和速度,分析浴比与染料去除率的关系。最近的研究热点:

(1)节能、节水、省时;
(2)合理、简单的生产流程和操作(比如、小浴比短时间的清洗);
(3)管理体系标准化、低成本;
(4) 减少废水处理量、环保合理化等。

Luttringer(1)(4):单官能基团和双官能基团染料连续皂洗处理时的温差造成的洗涤性不同。

技术报告(3):高亲和性未固着染料和水解染料宜采用热水漂洗;卷装染色后的洗涤和漂洗的最佳条件参数化,确认温变带来的效果变化;测定了pH值、盐浓度以及流量比的关系。

Aspland(2):洗涤高亲和性成分时,用热水洗涤可获较佳效果,但是会引起色相变化。温度或pH值不当会引起水解反应。

Thomsen(5):50%的高亲和性水解染料在高温漂洗(95~70℃)时被洗脱。

G. L. Bhalla(6):用双分子求核取代反应原理解释了皂洗时的碱性水解过程、染料的重排反应及部分键合现象等。

小谷(7):阐述了最佳洗涤条件;兼有防止白地沾污性能的皂洗剂的应用技术。

3.活性染料用皂洗剂的性能

皂洗的主要目的是为了去除未固着的染料和水解染料。想重点清洗未固着的染料时可用高温进行皂洗处理,但是,同时也会引起染料向织物内部扩散、渗透等负面效果。

此外,染料浓度越高,糊料吸附量就越大,就越不易彻底洗清。因此,必须选用能防止再沾污和白地沾污的高效的皂洗剂进行皂洗处理。

能满足上述要求的皂洗剂产品已比比皆是。皂洗剂的化学组成应以表面活性剂为主。图1列举了皂洗剂的一些代表性化学组成,仅供参考。

 

图1 皂洗剂的化学组成举例
图1 皂洗剂的化学组成举例

4. 活性染料用皂洗剂EMILL

活性染料用皂洗剂必须具备以下特点:

 ・不受水质影响
 ・不受温度条件影响(低温条件效果也良好);
 ・不会引起变退色;
 ・使未固着的染料处于更易脱落状态,能促进被洗脱染料的扩散、分散和溶解。
EMILL系列的4种产品能满足上述要求,是具备了省时高效、小浴比、防止脱落染料再沾污、节省漂洗次数、
低或无起泡现象的皂洗剂。

 

(A)系列
功效:去除能力强,有效防止脱落染料的再沾污。
用途:防止印花布白地沾污。经济、通用。
产品代号:G-170,G-100,G-50
(B)系列
功效:染料洗脱能力强,高效清除部分沾污。高浓度。
产品代号:2G conc.,2G conc. New, BZ conc.
(C)系列
功效:兼具A和D系列的功效。经济、通用。
产品代号:R-60,YK,2G
(D)系列
功效:去污和防止再沾污的能力强。
产品代号:5G conc., SK-D,G-A

有关EMILL系列的物化性能、特点和应用方法等请参考表1。

表1.EMILL的物化性能、特点和应用
表1.EMILL的物化性能、特点和应用


对用Reactive黑(VS)染色的涤棉交织布进行了不同温度条件(60℃、75℃、90℃)的皂洗试验。结果参阅图2。

 

图2.各种皂洗温度下的涤(沾色)、棉(浮色)两组分被去污情况
图2.各种皂洗温度下的涤(沾色)、棉(浮色)两组分被去污情况

②空白试验:在用90℃高温洗涤后,虽然能清洗掉棉组分上一半左右的浮色,但是对清除涤纶组分上所沾的活性染料无效。

③和④是用其他公司的皂洗剂试验的结果:不能完全清洗掉涤纶组分上的染料沾污。即使并用STPP(三聚磷酸钠)也无效。

⑤和⑥使用SK-D试验的结果:温度设在75℃以上时,能有效清洗掉涤、棉纤维组分上的染料。并用STPP效果更卓越。

 

图3是全棉针织染色布在各皂洗处理温度(60℃、75℃、90℃)条件时的防污和耐洗涤牢度的结果。

图3.不同皂洗处理温度时的防污效果和耐洗涤牢度图3.不同皂洗处理温度时的防污效果和耐洗涤牢度

 

用C.I. Reactive Red 120对全棉针织布染色后,直接进行皂洗。在皂洗浴中放入沾色白布测定沾色程度;皂洗→烘干后附上沾色白布,用耐洗涤牢度仪,按JIS A-4标准来测定耐洗涤牢度。

②去污和防再沾色能力均衡。

③由于去除能力较弱染料脱落较少,因此没有再沾污现象。耐洗涤牢度极差。

④去污能力和防止再沾色能力强,但是,耐洗涤牢度不佳。

⑤防止白地沾污和耐洗涤牢度俱佳。

染色、皂洗后的色牢度试验(染料的渗化)

其他公司产品

2g/L

EMILL 5G conc.

1g/L

棉布染色(C.I. Reactive Black 5)→皂洗(80℃×10min)→烘干→沾色白布缝合(长条)→染色布的下端浸于0.5g/L非离子活性剂→搁置(20℃×10min)→测定(染色布上的未固着的活性染料(浮色)对白布的渗化程度)。

5.结束语

EMILL对染色布上亲和性高的未固染料及水解染料的良好的去除性能。由于洗涤效果是因所用染料的固色率、亲和力、染色布的深浅、加工方法 (印花或染色)、洗涤装置、洗涤条件(浴比、温度、时间、洗涤和前和的漂洗)等条件的不同而变化,因此,本文对不太为各种条件左右的、效果相对稳定的 “洗涤剂的效果”进行了论述。

活性染料的应用方法在不断发展,希望能按各种皂洗剂的特点探讨最佳使用条件。

参考文献

(1) Luttringer. Tex chemist & col. 1993, 25 (5): 27
(2) Aspland. Tex chemist & col. 1992, 24 (5): 36
(3) Tex chemist & col. 1991, 23 (11)等
(4) Luttringer. Textilveredlung. 1990, 25 (10): 313
(5) Thomsen. Mell Textilber. 1994, 75: 220
(6) Bhalla G L. Am. Dyestuff Reporter .1992, 81(7):38
(7) Kotani. Dyeing & Finishing. 1994, 46 (13): 693
(8) CA 115 (18) 185801w
(9) CA 121 (22) 258574k
(10) CA 98 (10) 74296w
(11) CA 93 (4) 27692j
(12) CA 109 (26) 232705f
(13) CA 114 (26) 249244f
(14) CA 90 (26) 206270e

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