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节能减排环保型棉用染料的新发展和应用(一)

来源:中国纺机网编辑部 发布时间:2014年03月03日

2.1.2冷轧堆染色的新型活性染料

冷轧堆染色是织物在低温下浸轧染料和碱剂混合染液f通过比例泵分别将染液和碱剂打入浸轧槽),利用轧辊挤压使染液吸附在织物表面,然后打卷,在低温下堆置一定时间,完成吸附、扩散、固着,最后水洗消除浮色。该工艺具有流程短、设备简单、固着率高、透染性好,不存在染料泳移,洗涤方便,污水排放少等特点,它与轧-烘-轧-蒸工艺相比可节省能源40%左右,固着率高约30%。不过该工艺要求活性染料具有好的耐碱性(在浓碱和低温条件下不析出1和中等以下的直接性。

2.1.2.1新型染料结构

上述Anozol L型染料由于染料结构的特点也适用于冷轧堆染色工艺,具有优异的低温上染性能、高固着率、优异的色光稳定性、各品种的亲和性基本一致、高重现性、短的堆置时间、高效率、低的金属离子敏感性等特点,现有6个品种。该染料含有乙烯砜活性基,其母体染料的结构使得砜基对硫酸酯的影响减弱,因此酯基相对稳定,在碱液中不易发生β-消除反应而脱落。所以染料在碱液中比较稳定,而且活性基的反应性较强,冷轧堆时的堆-置时间又短,减少了外界条件对染料的影响,提高了冷轧堆染色的重现性和色光稳定性。据与传统的两浴汽蒸法进行能耗相比较,以每千米布计算,固着碱剂用量为水玻璃8.1升、烧碱2.7升(传统法:氯化钠45公斤、纯碱9公斤),染色和烘干的蒸汽用量减少1.5吨。不过目前在纱卡和高支高密面科上采用此种染料进行冷轧堆染色时布面效果还有待提高。

Novacron C型染料也是近年开发的一种适用于棉织物冷轧堆染色工艺的优异活性染料。它与纤维的直接性比较小.而且脂肪烃连结基的存在使得亚胺基氮原子的电负性减弱了砜基对硫酸脂基的影晌.此硫酸脂基相对比较稳定,在碱液中不易发生β-消除反应而脱落,所以在碱液中比较稳定。另外,Levafix CA型染料具有中等亲和性、高碱介质溶解度、良好的耐碱性和优异的净洗性,分子结构内含有一氟均三嗪基,反应性较强,固着率可达90%.也是适用于冷轧堆等染色工艺的优异染料。

2.1.2.2利用加和增效作用制成的染料混合物

根据一定的原理将不同结构的活性染料按一定比例混合使用具有加和增效作用.能获得更高的固着率、更好的耐碱性和在浓碱与低温条件下的溶解度,适于冷轧堆染色工艺的要求,例如Remazol RGB系列染料是Dystar公司采用这种技术制得的一种耐碱性很好、适于冷轧堆染色的活性染料,它从2000年左右上市至今已有12个品种,包括黄、橙、红、深红、海军蓝和深黑等色谱,2007年推出的Remazol Deep BlackGWF是用于冷轧堆染色的深黑色活性染料.这种染料中除了Remazol Navy B1ue RGB是单一品种外.其余都是染料混合物.这些被拼混的组分单独使用时不耐碱.当按加和增效原理以一定比例拼混后耐碱性大大提高了,其中Remazol Red RGB是由Remazol Red 3BS(C.I活性红2391和RemaZOl Red RB(C.I活性黄198)以一定比例拼混制成;Remazol Yellol RGB是由Remazol Yellol 3RS(C.I活性黄176)和ReinaZol Golden Yellol RNLl50%以一定比例拼混而成等[71。又如Sumifix Supra Red 2BF(C.I活性红194)的碱性溶解度很小,当用于冷轧堆染色时棉染色物上会出现许多色点.若将该染料与其间羟乙基砜硫酸酯基苯胺上的N-乙基化物以33.5:66.5的比例制成染料混合物,则大大提高了碱性溶解度和耐碱性,完全适用于棉的冷轧堆染色.

2.1.2.3采用高效分散剂制成耐碱性活性染料

活性染料是一种阴离子染料.在水溶液中通常不是以单分子状态存在.而是形成有一定数量分子的聚集体和缔和体,不仅降低了其在水中的溶解度.而且影响到其耐碱性.采用特殊的高效分散剂既可以提高其水中溶解度,还可达到耐碱的目的,Clariont公司的Drimarene CL-C系列染料就是采用这种技术制成,它适用于棉的冷轧堆染色.具有优异的各种牢度、高固着率和可洗涤性.

2.2适于高固着率染色的新型活性染料

作为节能减排型活性染料的重要途径之一,就是提高活性染料的固着率,可以说迄今活性染料的发展史.就是不断提高其固着率的历史,它们不仅能减少染色排水负荷,削减原材料而且能提高生产效率。为了提高活性染料的固着率,近年来各国研究最多或者说最有效的手段,是在染料分子中引入两个异种或同种的活性基.从应用时节能减排的角度考虑.特别是引入一卤均三嗪基和乙烯砜基等两个异种活性基,这是因为这种活性染料具有各个组成活性基的特性,如低的酸性水解率、高的酸性水解断键稳定性、优良的可洗涤性、好的各项牢度和较小的吸尽率与固着率之差外,还具有两个不同活性基之间的加和增效作用而产生的新特牲.如更好的耐硬性水解和过氧化物洗涤的能力、更高的固着率、更宽的染色温度及更好的染色重现性.因此世界各主要染料公司都开发出这种新型活性染料供应市场,例如Dystar公司开发的含有两个活性基的新型活性染料kvafix CA具有90%的固着率、日本住友公司推向市场的Sumifix HF染料具有85%以上的固着率等。

在活性染料分子中引入三个及其以上的活性基.虽然从理论上分析应当获得更高的固着率,但由于含多个活性基的染料的移染性和扩散能力较差,不仅影响染料的固着,而且染料的提升性也会降低,不过近年的研究证明只要活性染料分子结构设计得合理,含有3个活性基的染料也能具有高的固着率和优异的提升性,例如Novacron S型染料是由2-3个发色体和2~3个活性基(其中含有1~2个乙烯砜基或β-羟乙基砜硫酸酯基)组成.与传统的含有3个活性基的线性排列的染料不同,它们是平面排列,分子紧密有弹性,具有中等亲和力、良好分散性、优异水洗性,改进了移染性,使得该种活性染料具有90%以上的固着率。研究和开发新活性基也是提高活性染料固着率的重要途径,近年来研究了10多种新活性基,其中固着率可达到90%的活性基是一氰胺基均三嗪基.已形成为商品,其特点是受氰胺基中的强吸电子基氰基的影响。以及氰胺基较小的空间位阻作用.提高了均三嗪环上卤素原子的活泼性和反应速度,而且氰胺基中的亚胺基在碱液中被离子化形成富电子的阴负性氮,增加了在水中的溶解度,有利于浮色清除,提高了洗涤性.而且含有这种新活性基的染料对染色工艺参数波动的敏感性很小,能获得良好的重现性。

此外.采用活性染料的加和增效作用也能获得更高的固着率.例如Sumifix Supra Red 2BF用于吸尽染色的织物表面浓度为85%.其间羟乙基砜硫酸酯苯胺上的β-乙基化物用于吸尽染色的织物表面浓度仅20%.当把它们以33.5:66.5的比例组成染料混合物用于吸尽染色,织物表面浓度可达到100%。

 

 

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