各類染料用于纖維染色時,往往會產生染色不勻的現(xiàn)象,造成色花。解決染色不勻最常用的方法是染色加工時添加勻染劑。勻染劑就是在染色過程中,能夠增強移染或延緩染色速度而獲得均勻染色效果的助劑。
在纖維染色過程中不同的染料和染色工藝需要不同的勻染劑。酸性染料分子中含磺酸基、羧基等酸性基團而成有機酸鹽的形式,在酸性或中性染浴中可以染蛋白質纖維和聚酰胺纖維。酸性染料可以根據染色時染浴的酸度分為強酸性、弱酸性和中性染料。另外也可根據與金屬離子的絡合情況分為酸性媒介染料和酸性金屬絡合染料。由于它們對纖維的親和力比較大,不易染勻,因此一般要加入勻染劑。
酸性染料在染羊毛纖維時,由于纖維疏水性外表皮層和致密的鱗片層的存在,以及羊毛本身的差異性導致羊毛纖維對染料的親和力存在差異,極易造成染色不勻及毛尖毛根的色差問題。而用酸性染料或中性染料染錦綸時,由于染料分子可與錦綸纖維末端氨基成鹽結合,或以氫鍵形式結合,因此染浴中染料分子對錦綸纖維有很強的親和力,造成酸性染料在錦綸纖維上的勻染性也很差。陽離子改性后Lyocell纖維可以用酸性染料染色,其混紡品的染色對酸性染料勻染劑提出了更高的要求。隨著人們環(huán)保意識的逐步提高,各類勻染劑及其主要組分都有了進一步的發(fā)展。本文介紹了酸性染料染色用勻染劑的發(fā)展狀況,為我國酸性染料勻染劑的研制工作提供參考。
1酸性染料用勻染劑的發(fā)展
目前,酸性染料勻染劑有兩大類。一類是陰離子親纖維型勻染劑,它通過陰離子與染料陰離子的競染(緩染作用)達到勻染目的。另一類為親染料型的非離子或兩性表面活性劑,這類勻染劑可提高染料的溶解度且與染料離子有一定的結合力,并具有一定緩染性,通過移染和緩染雙重作用達到勻染目的,國外許多公司和研究機構都在開發(fā)這一類型的勻染劑。
1.1陰離子親纖維型勻染劑
主要包括烷基萘磺酸、土耳其紅油、脂肪烷基硫酸鹽、烷基苯磺酸鹽、聚乙二醇烷基醚硫酸鹽、萘磺酸一甲醛縮合物等陰離子表面活性劑。
LyogenP是蓖麻油酸丁酯的深度磺化物,用于酸性染料染錦綸時,對條花的蓋染性極為優(yōu)異。其結構為:
勻染劑S是芐基萘磺酸鈉化合物,耐酸堿Migregal2N勻染劑可用于錦綸酸性染料染色,結構式為RCOO(CH2CHO)nSO3Na。勻染劑2一氨基丁醇硫酸鈉適用于酸性染料染色,具有較好的勻染緩染效果,對最終得色量影響較小,同時對色光影響也較小。下列結構式代表的勻染劑可用于酸性染料染錦綸:
丙烷磺內酯一氧乙烯化的N一烷基一1,3-丙二胺縮合物,用于錦綸酸性染料染色,勻染效果良好。
烷醇酰胺磺基琥珀酸單酯鹽MS是新型的陰離子表面活性劑。這類表面活性劑表面活性好,其分子中的酰胺鍵一CONH一與皮膚及毛發(fā)中蛋白質肽鍵相似,因此對人體皮膚及眼睛刺激小,易生物降解,且工業(yè)生產無三廢污染,符合環(huán)保要求。MS作為勻染劑應用于羊毛染色,其勻染效果優(yōu)于平平加O。
采用特殊結構的磷酸酯鹽類表面活性劑、芳香族磺酸鹽類大分子分散劑、烷基磺酸鹽、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸酯鹽和不飽和油脂硫酸化鹽進行復配得到勻染劑CL一1可用于弱酸性染料染羊毛纖維,勻染性、穩(wěn)定性較好,常溫下易溶,使用方便。
1.2親染料勻染劑
親染料勻染劑包括非離子、陽離子和兩性表面活性劑。非離子勻染劑包括含有親水基團(長的聚乙二醇醚鏈)和疏水基團(主要是脂肪醇、烷基苯酚、鏈烷基酰胺等)的產品。陽離子勻染劑包括脂肪胺的聚乙二醇醚、多乙撐多胺等。兩性產品則包括氧乙烯化的含氮的脂肪烷基化合物,在氮原子上或聚乙二醇醚鏈的末端帶有陰離子基團的產品等。
非離子表面活性劑平平加O在酸性染料或中性染料染色時作為勻染劑,除了達到勻染目的外,同時也起到一定的凈洗作用,使染得的色澤更鮮艷。
陽離子表面活性劑中氧乙烯化脂肪胺是最常用的羊毛勻染劑,它的陽離子性不僅對陰離子染料具有優(yōu)異的親和力,并且在羊毛染色的酸性pH值范圍內對纖維有親和力。如勻染劑NFS、勻染劑WE等。勻染劑NFS的組成即脂肪胺聚氧乙烯醚,它是性能優(yōu)良的勻染劑。勻染劑WE是脂肪胺聚氧乙烯醚復配物,它還可作為活性染料勻染劑。
國外使用的較先進毛用勻染劑為兩性勻染劑,這類表面活性劑與其它表面活性劑相比較,它的耐硬水穩(wěn)定性良好,耐酸堿和各種金屬離子,與其它表面活性劑復配能產生良好的協(xié)同效應,與很多助劑可以同浴處理,勻染性好,對羊毛纖維具有優(yōu)異的染色效果。兩性型勻染劑AlbegalB是烷基酰胺取代的聚乙二醇酯,對染料和毛纖維都有親和力,適用于酸性染料染羊毛。酸性染料勻染劑ND.900中也以兩性型表面活性劑為主要成分,主要用于弱酸性染料和酸性媒介染料、酸性金屬絡合染料對毛紡織品的染色。
高效勻染劑REN能提高媒介染料在兔毛纖維上的上染率。其結構式如下:
勻染劑REN是兩性表面活性劑,在染色初期與染料分子形成陰離子型的結合體,對纖維具有親和力,使染料分子吸附于纖維表面,并向纖維內部滲透和擴散。隨著染色的進行,結合體逐漸分離,以利于染料的上染,勻染劑本身再與染料分子結合。如此不斷循環(huán),直至達到平衡。
勻染劑A是由高碳脂肪胺與環(huán)氧乙烷反應,然后用鹵代烷季銨化,最后酯化得到的甜菜堿型兩性表面活性劑,在羊絨染色中的勻染性能較好,其分子結構為:
Cl6H33N+(Rl,R2)(CH2CH2O)nSO3— 其中R1、R2為烷基。
Tween、聚氧乙烯酚醚、脂肪醇聚氧乙烯醚和多元醇聚氧乙烯醚磷酸酯復配得到的勻染劑CL一2具有優(yōu)良的勻染性和高的表觀色深值,有利于勻染和染料利用率的提高。
蘇喜春等人合成了十八烷基胺聚氧乙烯醚硫酸酯鈉鹽,其分子中具有陽離子、陰離子、非離子3種官能團,作為毛用弱酸性染料的勻染劑,可與染料產生絡合,勻染效果良好。
近來人們?yōu)榱耸褂梅奖汩_發(fā)了通用性毛用勻染劑,可應用于各種毛用染料。這種勻染劑大部分屬于非離子/弱陽離子(或兩性)表面活性劑的混合體,它要求有合適的環(huán)氧乙烷數量,以便使染料與助劑的絡合物具有足夠的溶解度,不致于凝聚過多,且有利于緩染,不影響上染百分率。毛用勻染劑WE以及勻染劑EganolGES,AlbegalA、B,LyogenUL等均有優(yōu)良的勻染效果,通用性很強。
1.3一些新型勻染劑
在錦綸纖維使用酸性染料染色時,還可以使用聚乙烯吡啶和聚乙烯吡咯烷酮等聚合物作為勻染劑,勻染性甚至超過常用的陰離子型勻染劑。
B.環(huán)糊精通過與酸性染料分子形成包合物,可減慢染料的上染速度并提高染料的移染性,以提高酸性染料的勻染性。并且在染色中使用B.環(huán)糊精作勻染劑,不影響織物的表面色深,對織物的日曬牢度也沒有影響。
LA.1勻染劑適合于某些酸性染料、媒介染料及金屬絡合染料,尤其適合于媒介染料。LA.1勻染劑主要有效成分為膨潤土。膨潤土是一種層狀鋁硅酸鹽的無機高分子聚合物。由于類質同象置換作用使膨潤土層面具有過剩的負電荷,從而在層間吸附了可交換性陽離子如K、Na、Ca2、Mg2等,而粒子端面的電荷則隨介質pH值的不同可正可負。在水溶液中,膨潤土易形成對有機物有強烈吸附作用、具有空間網狀結構的膠體,從理論上分析,膨潤土既可作為緩染劑,又可作為移染劑。2酸性染料用勻染劑研究展望隨著染整工藝的發(fā)展以及各種新型纖維和?昆紡織物的廣泛應用,勻染劑的重要性日益顯著。酸性染料用勻染劑的發(fā)展有以下趨勢。
2.1開發(fā)通用型勻染劑
酸性染料品種較多,但以往各種染料都有特定的勻染劑以解決勻染問題,工廠使用時比較復雜。近年來各化工廠開發(fā)出通用型毛用勻染劑,可以適應各種毛用酸性染料,諸如一般酸性染料、金屬絡合染料、媒介染料等的染色。
2.2開發(fā)新型環(huán)保勻染劑
隨著ISO14000的頒布與實施以及國內外市場對生態(tài)紡織品和環(huán)境保護的要求越來越高,環(huán)保型助劑成為國內外紡織助劑廠商競相開發(fā)的產品。常用勻染劑中有些品種因含有烷基酚聚氧乙烯醚類和可吸附的有機鹵化物,這些物質已經被要求禁用。而環(huán)糊精、烷醇酰胺磺基琥珀酸單酯鹽和膨潤土勻染劑等都是新開發(fā)的環(huán)保型勻染劑。
2.3開發(fā)復配型勻染劑
利用表面活性劑的協(xié)同復配增效作用,通過將兩種或兩種以上具有不同性能的助劑復配制成的新品種具有比單組分更優(yōu)異的性能,這是開發(fā)新型勻染劑的重要方式。酸性染料用勻染劑中大量使用的都是此類,并獲得了優(yōu)良的使用效果。
來源 張治國,尹紅,陳志榮
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