發(fā)布時(shí)間：2022-05-02 點(diǎn)擊：

定型機(jī)、涂層機(jī)專業(yè)生成廠家無(wú)錫前洲興華機(jī)械2022年5月2日訊 分散染料堿性染色工藝已經(jīng)獲得應(yīng)用和推廣,為了提供一種簡(jiǎn)單易行的評(píng)定分散染料耐堿性能的方法,本文探討了高溫高壓染色條件下分散染料的耐堿性能。結(jié)果表明,升溫速率2 ℃/min,染色溫度130 ℃,保溫時(shí)間30 min,分別采用常規(guī)弱酸性條件(pH值約為4.8),2 g/L的CH?COONa、2 g/L的Na?CO?和2 g/L的NaOH的染浴上染滌綸織物,依據(jù)堿性條件與常規(guī)弱酸性條件染色織物的色差ΔECMC,可有效鑒定出不同分散染料的耐堿性,并根據(jù)等級(jí)劃分將分散染料分為高耐堿性(優(yōu))、一般耐堿性(良)、弱耐堿性(中)、不耐堿性(差)四級(jí)。

作者: 郝 芬1,荊麗麗2,杜金梅3,蔣 陽(yáng)3,許長(zhǎng)海1,3

作者簡(jiǎn)介: 郝芬(1993-),女,碩士研究生,研究方向?yàn)樯鷳B(tài)染整技術(shù)。

( 1.江南大學(xué) 生態(tài)紡織教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,江蘇 無(wú)錫 ;2.蓬萊嘉信染料化工股份有限公司,山東 蓬萊 ;3.青島大學(xué) 紡織服裝學(xué)院,青島 )

關(guān)鍵詞: 分散染料;耐堿性;滌綸織物;染色;評(píng)定;高溫高壓

前言

滌綸織物的前處理通常在堿性浴中完成,而分散染料染色是在酸性浴中進(jìn)行。前處理后的滌綸織物必須通過(guò)洗滌去除堿劑,否則染色過(guò)程中染浴pH值會(huì)產(chǎn)生波動(dòng),導(dǎo)致染色缸差、色光不正或色光變化等疵病,影響織物質(zhì)量。同時(shí),滌綸織物在酸性浴染色時(shí)會(huì)析出低聚物,引發(fā)產(chǎn)品質(zhì)量下降、染色設(shè)備難以清洗等一系列問(wèn)題。如果滌綸織物的分散染料染色能夠在堿性條件下進(jìn)行,就能夠?qū)崿F(xiàn)前處理、堿減量及分散染料染色一浴一步工藝,可有效避免酸性染色所帶來(lái)的弊端并能減少?gòu)U水排放、縮短工藝流程。

滌綸染色常用的分散染料在堿性條件下會(huì)發(fā)生水解,染色無(wú)法順利實(shí)施。所以,滌綸堿性染色技術(shù)的關(guān)鍵是分散染料的耐堿性。如果不掌握分散染料的耐堿性,而直接進(jìn)行堿性條件染色,易引起染色質(zhì)量問(wèn)題。由于染料結(jié)構(gòu)與其耐堿性的關(guān)系尚未確定,以及缺乏分散染料的耐堿程度評(píng)判方法和堿性染色的分散染料選用標(biāo)準(zhǔn),從而導(dǎo)致染整工作者選擇染料時(shí)沒(méi)有針對(duì)性。

根據(jù)印染廠滌綸堿性染色出現(xiàn)的實(shí)際問(wèn)題,本文探索了染色工藝條件、堿劑種類及質(zhì)量濃度對(duì)分散染料耐堿性的影響,并且以實(shí)驗(yàn)結(jié)果為分析依據(jù),確定了快速評(píng)估分散染料耐堿性的實(shí)驗(yàn)方法,可用于堿性染色的分散染料篩選工作,有助于最大化提高工廠生產(chǎn)效率。

01

實(shí) 驗(yàn)

1.1 材料和儀器

材料:滌綸平紋針織布(市售),平方米質(zhì)量為188 g/m2。

試劑:分散紅HA-R、分散紅GS、分散黃HE-3R、分散黃BRA、分散藍(lán)H-GLW、分散藍(lán)HGL、耐堿勻染劑均為工業(yè)品(蓬萊嘉信染料化工有限公司),氫氧化鈉(NaOH)、醋酸鈉(CH?COONa)、碳酸鈉(Na?CO?)、保險(xiǎn)粉(Na?S?O?)均為分析純(國(guó)藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)。

儀器:Rapid高溫高壓小樣染色機(jī)(廈門瑞比精密機(jī)械儀器有限公司),UV2600紫外-可見(jiàn)分光光度儀(島津儀器蘇州有限公司),Datacolor-650反射分光光度儀(美國(guó)德塔顏色科技有限公司),pH值計(jì)STARTER 3100(奧豪斯儀器上海有限公司)。

1.2 染色工藝

采用分散紅HA-R、分散紅GS、分散黃HE-3R、分散黃BRA、分散藍(lán)H-GLW、分散藍(lán)HGL六種染料,對(duì)滌綸針織物進(jìn)行染色。

1.2.1 染色處方

分散染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%(相對(duì)織物質(zhì)量),染色溫度為115、120、125、130、135 ℃,時(shí)間為20、30、40、50、60 min,升溫速率為0.5、1、1.5、2、2.5 ℃/min,pH 4.8緩沖液為15 mL,勻染劑質(zhì)量濃度為2 g/L,浴比為1︰50。

1.2.2 還原清洗處方

保險(xiǎn)粉質(zhì)量濃度為2 g/L,NaOH質(zhì)量濃度為2 g/L,溫度為85 ℃,時(shí)間為20 min,浴比為1︰30。

1.2.3 工藝流程

工藝流程如圖1所示。

圖1 滌綸染色工藝流程

1.3 染色性能

使用Datacolor-650反射分光光度儀(D65光源,10°視角下)測(cè)定試樣K/S值及色差(ΔECMC)。以堿性條件染色與常規(guī)弱酸性條件(pH 4.8)染色織物的色差ΔECMC變化判斷其色變等級(jí),分析堿性條件下分散染料的染色性能。

02

結(jié)果與分析

2.1 染色工藝優(yōu)化

2.1.1 染色溫度的影響

滌綸需要在高溫下才能上染,因此以織物的顏色深度K/S值為衡量標(biāo)準(zhǔn),探究溫度對(duì)織物染色效果的影響。按1.2染色工藝進(jìn)行滌綸染色,其中染色升溫速率2 ℃/min,保溫40 min。染色織物的K/S值如圖2所示。

圖2 染色溫度對(duì)織物K/S值的影響

由圖2可以看出,采用常規(guī)弱酸性條件染色時(shí)(pH 4.8),隨著染色溫度的升高,各支染料染色織物的K/S值會(huì)不同程度提高,而溫度達(dá)到130 ℃后,織物K/S值不再變化。這是因?yàn)闇炀]無(wú)定形區(qū)分子鏈段隨著染色溫度的提高熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng),形成更多可容納染料的孔隙,吸附在纖維表面的染料擴(kuò)散進(jìn)入孔隙完成染色,所以織物K/S值增大。但是通過(guò)分子鏈運(yùn)動(dòng)形成的孔隙的數(shù)量及體積受到滌綸高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的限制,不會(huì)無(wú)限增大,故織物K/S值不隨染色溫度升高而無(wú)限增大,基本在130 ℃會(huì)有較好的染色效果。

2.1.2 保溫時(shí)間的影響

按1.2染色工藝,以2 ℃/min的升溫速率,130 ℃的染色保溫溫度探究保溫時(shí)間對(duì)滌綸染色性能的影響,處理后染色織物的K/S值如圖3所示。由圖3可知,隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng),分散紅HA-R、分散紅GS、分散黃HE-3R、分散黃BRA、分散藍(lán)H-GLW和分散藍(lán)HGL所得染色織物的K/S值基本不變,且保溫染色30 min后織物色深幾乎保持穩(wěn)定,說(shuō)明染料在該染色時(shí)間內(nèi)基本完成染色。

圖3 保溫時(shí)間對(duì)織物的K/S值的影響

2.1.3 升溫速率的影響

其他染色條件不變,探究升溫速率對(duì)染色所得織物K/S值的影響,結(jié)果如圖4所示。由圖4可知,升溫速率對(duì)織物K/S值的影響規(guī)律同保溫時(shí)間對(duì)織物的影響,即升溫速率對(duì)織物K/S值的影響不大。對(duì)比六種染料在不同升溫速率下所得織物K/S值可知,大部分染料以較高的升溫速率染色仍可以獲得較穩(wěn)定的得色量,考慮到升溫速率與能源節(jié)省及勻染性之間的關(guān)系,升溫速率宜選擇2 ℃/min。

圖4 染色升溫速率對(duì)織物的K/S值的影響

2.2 分散染料耐堿性能評(píng)價(jià)

2.2.1 分散染料對(duì)CH?COONa堿調(diào)節(jié)劑溶液的耐受性

分別將分散紅HA-R、分散紅GS、分散黃HE-3R、分散黃BRA、分散藍(lán)H-GLW、分散藍(lán)HGL按1.2染色工藝對(duì)滌綸織物進(jìn)行染色,其中升溫速率為2 ℃/min,染色溫度為130 ℃,保溫時(shí)間為30 min,僅改變CH?COONa質(zhì)量濃度。通過(guò)與常規(guī)弱酸性條件(pH 4.8)染色織物對(duì)比,以色差ΔECMC為衡量指標(biāo),獲取以上染料染色時(shí)對(duì)含不同質(zhì)量濃度的CH?COONa堿調(diào)節(jié)劑溶液的耐受性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5所示。

 圖5 CH?COONa質(zhì)量濃度對(duì)織物色差的影響

當(dāng)兩個(gè)染色滌綸織物樣品的色差小于1.0時(shí),可認(rèn)為兩個(gè)顏色幾乎無(wú)差別。對(duì)于同一支染料,僅改變?nèi)旧釅A性,其他參數(shù)不變,如果織物色差小于或盡可能接近1.0,則說(shuō)明染料在該條件下穩(wěn)定[10]。由圖5可知,以pH值為4.8的染色滌綸織物做對(duì)照樣,除分散藍(lán)HGL外,其他染料在不同CH?COONa質(zhì)量濃度下均具有小于1的色差。分散藍(lán)HGL染色時(shí),無(wú)論CH?COONa質(zhì)量濃度為多大,色差都明顯大于1,說(shuō)明染料色光發(fā)生了改變,即該染料在非酸性條件下不穩(wěn)定。隨著CH?COONa質(zhì)量濃度的增大,溶液pH值增大,在CH?COONa達(dá)到2 g/L時(shí)不再改變(pH 8),屬于弱堿性?？梢砸源速|(zhì)量濃度為染料是否耐受CH?COONa堿調(diào)節(jié)劑溶液的臨界點(diǎn),作為評(píng)判染料是否屬于耐堿性的標(biāo)準(zhǔn)。據(jù)此,可認(rèn)為分散藍(lán)HGL為不耐堿性染料,而分散紅HA-R、分散紅GS、分散黃HE-3R、分散黃BRA、分散藍(lán)H-GLW耐受弱堿可進(jìn)一步增加染色溶液堿性以明確其耐堿程度。

2.2.2 分散染料對(duì)Na?CO?堿調(diào)節(jié)劑溶液的耐受性

將分散紅HA-R、分散紅GS、分散黃HE-3R、分散黃BRA、分散藍(lán)H-GLW按1.2染色工藝對(duì)滌綸織物進(jìn)行染色,其中升溫速率為2 ℃/min,染色溫度為130 ℃,保溫時(shí)間為30 min,僅改變Na?CO?質(zhì)量濃度,通過(guò)與常規(guī)弱酸性條件(pH 4.8)染色織物對(duì)比,以色差ΔECMC為衡量指標(biāo),獲取以上染料染色時(shí)對(duì)含不同質(zhì)量濃度的Na?CO?堿調(diào)節(jié)劑溶液的耐受性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示。

圖6 Na?CO?質(zhì)量濃度對(duì)織物色差的影響

由圖6可知,分散黃BRA、分散藍(lán)H-GLW染料所染織物的色差明顯大于1,分散紅HA-R、分散紅GS、分散黃HE-3R均小于1?？烧J(rèn)為分散黃BRA、分散藍(lán)H-GLW不耐受Na?CO?作為堿調(diào)節(jié)劑的染色,而分散紅HA-R、分散紅GS、分散黃HE-3R可耐受Na?CO?溶液的染色。由圖6還可見(jiàn),不耐受Na?CO?堿調(diào)節(jié)劑溶液的染料隨Na?CO?質(zhì)量濃度的增大,所得織物色差持續(xù)增大,但當(dāng)Na?CO?質(zhì)量濃度大于2 g/L后,色差增大幅度減小。由于2 g/L的Na?CO?溶液的pH值約為11.30,繼續(xù)增大Na?CO?質(zhì)量濃度,染浴pH值基本不變,因此可以將2 g/L的Na?CO?作為染料是否耐受Na?CO?堿調(diào)節(jié)劑溶液染色的臨界點(diǎn),以此作為鑒定染料是否屬于一般耐堿性。據(jù)此,可認(rèn)為分散黃BRA、分散藍(lán)H-GLW屬于耐弱堿性染料,而分散紅HA-R、分散紅GS、分散黃HE-3R屬于一般耐堿性染料,可進(jìn)一步增加染色溶液堿性以明確其耐堿程度。

2.2.3 分散染料對(duì)NaOH堿調(diào)節(jié)劑溶液的耐受性

將分散紅HA-R、分散紅GS、分散黃HE-3R按1.2染色工藝對(duì)滌綸織物進(jìn)行染色,其中升溫速率為2 ℃/min,染色溫度為130 ℃,保溫時(shí)間為30 min,僅改變NaOH質(zhì)量濃度,通過(guò)與常規(guī)弱酸性條件(pH 4.8)染色織物對(duì)比,以色差ΔECMC為衡量指標(biāo),獲取以上染料染色時(shí)對(duì)含不同質(zhì)量濃度的NaOH堿調(diào)節(jié)劑溶液的耐受性,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖7所示。

圖7 NaOH質(zhì)量濃度對(duì)織物色差的影響

由圖7可知,隨著NaOH質(zhì)量濃度的增大,分散紅GS和分散黃HE-3R所得染色織物的色差顯著增大,且在NaOH質(zhì)量濃度達(dá)到2 g/L時(shí)色差都超過(guò)了1;分散紅HA-R在NaOH質(zhì)量濃度小于2 g/L時(shí),織物色差均小于1,超過(guò)2 g/L時(shí),織物色差ΔECMC趨向于1,但變化不明顯。因此可選2 g/L的NaOH溶液作為染料是否屬于高耐堿性的臨界點(diǎn)。據(jù)此,可認(rèn)為分散紅GS、分散黃HE-3R屬于一般耐堿性,而分散紅HA-R為高耐堿性染料。

2.2.4 評(píng)價(jià)等級(jí)的確定

通過(guò)改變?nèi)旧w系堿性,確定了評(píng)定染料耐堿性應(yīng)選用的堿劑種類及質(zhì)量濃度,分別為2 g/L CH?COONa、2 g/L Na?CO?、2 g/L NaOH。以染料在不同堿性條件下染色所得織物與常規(guī)弱酸性條件(pH 4.8)染色織物的色差ΔECMC為衡量指標(biāo),滿足ΔECMC≤1.0所對(duì)應(yīng)的最高堿性條件為該染料的耐堿程度。分散染料按耐堿性強(qiáng)弱可分為優(yōu)、良、中、差四級(jí),其中優(yōu)為高耐堿性(2 g/L NaOH條件下ΔECMC≤1.0),良為一般耐堿性(2 g/L Na?CO?條件下ΔECMC≤1.0,但2 g/L NaOH條件下ΔECMC>1.0),中為弱耐堿性(2 g/L CH?COONa條件下ΔECMC≤1.0,但2 g/L Na?CO?條件下ΔECMC>1.0),差為不耐堿性(2 g/L CH?COONa條件下ΔECMC>1.0)。分散紅HA-R、分散紅GS、分散黃HE-3R、分散黃BRA、分散藍(lán)H-GLW、分散藍(lán)HGL評(píng)價(jià)等級(jí)見(jiàn)表1。分散藍(lán)HGL在高溫及2 g/L CH?COONa條件下染色的滌綸織物色差ΔECMC>1,耐堿性評(píng)為差;分散黃BRA、分散藍(lán)H-GLW在2 g/L的CH?COONa條件下染色的織物色差ΔECMC<1,而在2g/L的Na?CO?條件下染色織物色差ΔECMC>1,耐堿性評(píng)為中;分散紅GS、分散黃HE-3R在2 g/L的CH?COONa、Na?CO?條件下染色的織物色差ΔECMC<1,而在2 g/L的NaOH條件下染色織物色差ΔECMC>1,耐堿性評(píng)為良;分散紅HA-R在2 g/L的CH?COONa、Na?CO?、NaOH條件下染色織物色差ΔECMC<1,耐堿性則評(píng)為優(yōu)。

表1 分散染料耐堿性能評(píng)價(jià)

03

結(jié) 論

本文探討了分散染料在不同堿性條件下對(duì)滌綸織物進(jìn)行高溫高壓染色的性能,根據(jù)染色滌綸織物的色差分析了分散染料的耐堿性,得出如下結(jié)論:

1)不同分散染料的耐堿性能差異較大。

2)判定分散染料耐堿性能的合適實(shí)驗(yàn)條件為:染色溫度130 ℃,升溫速率2 ℃/min,保溫時(shí)間30 min。

3)分別選用2 g/L CH?COONa、2 g/L Na?CO?、2 g/L NaOH堿性條件染色,依據(jù)與常規(guī)弱酸性條件(pH 4.8)染色織物的色差ΔECMC,評(píng)價(jià)染料耐堿程度。滿足ΔECMC≤1.0所對(duì)應(yīng)的最高堿性條件為該染料的耐堿程度。耐堿性強(qiáng)弱可分為優(yōu)、良、中、差四級(jí),其中優(yōu)為高耐堿性,良為一般耐堿性,中為弱耐堿性,差為不耐堿性。

參考文獻(xiàn)（略）

印染人整理自：《絲綢》2022年 第59卷 01期

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