[摘要]活性染料印染物色牢度不佳一般与印染后的清洗不彻底有关, 而采用防沾污皂洗剂可解决此问题。文中综述了国内外防沾污皂洗剂的研究动向、防沾污皂洗剂的作用及其原料、防沾污皂洗剂的效果测试方法, 并以自制的JM系列防沾污皂洗剂为例介绍了防沾污皂洗剂的特点。
关键词：活性染料; 防沾污皂洗剂; 探讨
由于活性染料具有色谱齐全、拼色容易、色泽鲜艳、价格低廉、工艺简单、各项牢度较好等优点,因此被广泛用于纤维素等纤维的印染加工。采用活性染料进行染色、印花加工已占相当大的比例。由于在染色过程中, 染液中有许多未上染固色的染料、水解染料、碱剂以及其他化学物质, 必须要经过多道水洗和皂洗来洗除这部分杂质, 提高织物的色泽鲜艳度、色牢度和洁净度, 这样才能符合产品要求。活性染料印花未固着染料大概有30%左右。连同印花糊料必须从织物上洗下来, 洗下来的脚水仍然会沾染到印花织物上, 使花纹处的染色牢度下降, 使无花纹处的白地沾污, 因此对洗涤剂要加以选择。采用防白地沾污洗涤剂能将脏物彻底洗下来, 并使洗下来的所有脏物都不再沾染到织物上去。本文将重点讨论活性染料印染物的防沾污皂洗问题。
1 活性染料印染物的防沾污皂洗研究动向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, 纤维中除含有已反应键合的活性染料, 还有未固着的活性染料; 碱( 酸) 、水作用产生的水解染料; 残余助剂。它们与染色时pH 值的大小、温度高低及时间长短有关。在高温碱性染色浴和洗涤浴中易出现活性染料—纤维键合不稳定而断键的现象, 染料本身也会水解, 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。未固着的染料或水解染料一般很难清洗干净, 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很强的洗涤力和强力的防止再沾污的功能。活性染料的皂洗技术研究在国内外都非常活跃。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, 分析各种影响因素与染料( 浮色) 去除率的关系。最近的研究热点是: 节能、节水、省时; 合理、简单的生产流程和操作( 比如小浴比短时间的清洗) ; 低成本, 减少废水处理量, 环保合理化等。
Luttringer 的研究认为单官能基团和双官能基团活性染料连续皂洗处理时的温差造成的洗涤性不同, 高亲和性未固着染料和水解染料宜采用热水漂洗; pH 值、盐浓度以及流量比与皂洗效果均有密切的关系。
Aspland 的研究认为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 的研究认为50%的高亲和性水解染料可在高温漂洗(70～95 ℃) 时被洗掉。G. L.Bhalla 的研究认为用双分子亲核取代反应造成了碱性皂洗时的染料碱性水解、染料的重排反应及部分键合现象等。小谷等的研究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。这些研究都给活性染料防沾污皂洗剂的开发提供了依据。
2 防沾污皂洗剂的作用活性染料染色或印花织物固色后, 必须经过水洗和皂洗, 以去除浮色、糊料及助剂。防沾污剂的作用有:
a. 净洗时, 对织物表面浮色有定向吸附作用。
b. 通过降低界面张力, 渗透到未固着染料和纤维之间, 削弱未固着染料在纤维上的附着力。
c. 通过机械作用使未固着染料从纤维上脱落。
d. 若防沾污剂与浮色染料的亲和性大于纤维对浮色染料的亲和性, 且具有胶体性质, 则防沾污剂可使纤维上脱落下来的浮色染料分散在水洗液中, 形成稳定的悬浮分散体系。
e. 防沾污剂的强力络合、分散力使浮色染料分散在水洗液中而不重新沾污纤维。
f. 防沾污剂的弱阳离子与浮色染料阴离子结合, 而使浮色染料不重新沾污纤维。
g. 防沾污剂处理后防止沾污和织物的耐洗涤牢度俱佳。
3 防沾污皂洗剂的原料皂洗的主要目的是为了去除未固着的染料和水解染料。若想重点清洗未固着的染料, 可用高温进行皂洗处理, 但是这样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, 糊料吸附量越大, 染料、糊料与纤维的亲和力越大, 就越不易彻底洗清。因此, 必须选用能防止再沾污的高效皂洗剂进行皂洗处理。市场上防沾污的皂洗剂产品已比比皆是, 但效果不一, 关键是皂洗剂的原料及化学组成。目前防沾污皂洗剂原料有以下几类:
a. 防止再吸附、沾色与防止染料转移型吸附染料粒子型如铝硅酸盐的碱金属盐:
Zn16Al2(OH)35Cl2?H2O
Mg8Al2(OH)16(NO3)2?H2O
聚合物型如聚乙烯吡咯烷酮( PVP) 与1- 乙烯基咪唑及二甲胺基乙基甲基丙烯酸酯的共聚物。PVP 是乙烯吡咯烷酮的均聚物, 分子量从几万到数十万, 高分子量的PVP是还原染料两相法印花用的原糊, 遇碱能凝固。分子量较低的PVP可用作包埋染料及脏物的防沾污剂,因为吡咯烷酮分子有C—O 基和—N—H 基团,能与染料及其他物质形成氢键而吸附染料,从而可以用作防沾污剂。它的防沾污能力大于丙烯酸,但价格很贵。PVP与1- 乙烯基咪唑及二甲胺基乙基甲基丙烯酸酯的共聚物的防沾污效果比PVP显著。聚合物、化学药品并用型如聚胺乙撑亚胺聚合物及乙醇- 丙二醇和非离子活性剂。
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