摘要:闡述了滌綸染色時用到的分散劑和勻染劑的作用機理及結構對各自性能的影響，由于上染過程和凈洗過程中分散、增溶機理的相似性，從染色表面活性劑的結構對分散染料的分散性、增溶性和親和力的影響來分析純表面活性劑性質的分散染料凈洗劑的開發方向。總結了適宜做分散染料凈洗組分的助劑結構類型，并列出已有的一些分散染料免還原凈洗產品。
關鍵詞:分散染料;免還原;分散;增溶;凈洗
中圖分類號:TS193．22文獻標志碼:A doi:10．3969/j．issn．1672－500x．2011．04．006
文章編號:1672－500X(2011)04－0019－05
1·引言
滌綸是三大合成纖維之中生產工藝較成熟的一種。滌綸具有眾多的優良性能，價格比較便宜。目前滌綸的染料基本都是分散染料。分散染料隨著聚酯纖維的出現，獲得了迅速發展，成為染料工業中的大類產品，也幾乎成了唯一一種適合上染滌綸的染料。雖然至今滌綸、分散染料及相應的染整工藝都有了很多進展，甚至出現了一些基于新穎的染色機理的染料，但是國內整個滌綸行業的染色基本是以傳統的高溫高壓溢流染色工藝居多。對傳統工業而言，為了很好的去除分散染料浮色，滌綸或滌棉在分散染料染色后(一浴一步法除外)都會接著進行以保險粉為還原劑的還原凈洗工藝。保險粉在分散染料凈洗中的重要作用顯而易見，但是它卻存在較多的缺點，最顯著的是儲存、運輸的安全性和高耗高污染。所以，人們越來越希望出現一種能以溫和方式而非以較強烈的化學作用方式凈洗分散染料的助劑，也就是純表面活性劑性質的凈洗助劑。雖然出現過一些表面活性劑性質的分散染料凈洗產品，但還鮮見對分散染料有較強凈洗效果的表面活性劑的報道。本文從分散染料的正向的上染環節入手，分析了染料生產、上染過程和滌綸染色織物的輕度剝色過程中用到的分散劑、勻染劑和剝色劑對分散染料的作用，總結不同種類或結構的表面活性劑對染料的不同作用效果，并從中利用純表面活性劑類凈洗劑凈洗分散染料浮色的可行性與物質選擇辦法。
2·分散染料染整助劑
分散染料是一種分子質量比較小的染料，它的結構簡單，在水中呈溶解度極低的非離子狀態，溶液中需加入大量的分散劑，才能使分散染料成懸浮體穩定地分散在溶液中。上染的時候，也常常需要利用聚氧乙烯醚類非離子表面活性劑的增溶性來控制染料的染色速度。以下為滌綸染色用的主要的分散劑和勻染劑［1］。
2．1分散染料用分散劑
分散染料無論在研磨制造的過程還是在上染滌綸的過程，都需要加入大量的分散劑，主要起到分散染料防止其凝聚的作用。最常用的分散劑為萘磺酸與甲醛的縮合物，例如分散劑NNO。此類分散劑中分散效果以二萘磺酸的縮合物最佳。木質素磺酸鈉也是一種常用的分散劑，它是從亞硫酸紙漿廢液中制得。木質素分子質量比NNO的高，還具有一定的保護膠體的作用［2］。還有一些其他種類的分散劑，使用相對較少，一般為萘磺酸衍生物的甲醛縮合物。
2．2分散染料用勻染劑
分散染料勻染劑按作用方式可分為兩種，一種是以增加染料移染性為主要作用方式的載體;另一類是以緩染為主要作用方式的增溶勻染劑。最常用的載體是鄰苯基苯酚，它在水中的溶解性很小，但在滌綸中有比較好的溶解度。另外有載體功能的還包括三氯苯類、苯甲酸酯類、聯苯酚類、甲基萘和水楊酸類等等。本文主要介紹的是具有增溶作用的緩染型勻染劑。此類助劑主要以聚氧乙烯長鏈烷基衍生物(例如平平加－O，TX－1O等)和多元醇型為主，前者根據結合基的不同又可分為聚氧乙烯烷脂類和醚類。此類助劑應用濁點比較高，對染料有較高的親和力和增溶性，通過助劑膠團吸納染料粒子來降低溶液中染料的含量，達到緩染目的。
3·滌綸染色助劑對分散染料的作用機理
3．1分散劑的作用機理
在上染過程中陰離子表面活性劑分子中的疏水基團可以和分散染料分子以范德華力結合在一起。一些含有酚基或羥基的陰離子表面活性劑又可以與染料分子中可成氫鍵的基團(一般為羥基或氨基)形成氫鍵，從而在染料粒子周圍形成一層強的負電荷層而使染料穩定的分散于染浴中。
3．2勻染劑的作用機理
非離子表面活性劑是滌綸勻染劑的常用組分，一方面由于它對分散染料有著比較高效的增溶功能;另一方面由于它自身的分子結構特點導致的具有對纖維較高的親和能力。非離子表面活性劑具有較低的臨界膠束濃度，一定濃度時在水中能形成較高濃度的膠團或膠束，它們能夠提供一個疏水區域使一定數量的分散染料以單分子狀態溶解到膠團里，從而起到吸納增溶的作用。溶液中的膠團作為體系中能吸納染料的一相和溶液保持著染料的交換，膠團中的染料分子和溶液中的染料分子成平衡關系。當染料上染并固著到纖維上時，溶液中溶解狀態的染料分子數量減少，膠團中的染料分子可以較快分散出來進行補充［3］。
3．3分散與勻染機理的凈洗平移
雖然以上的勻染劑(這里主要是指起到緩染作用的增溶劑)和分散劑都是上染過程中用到的助劑，但通過對他們作用機理的分析，可以看出它們是和凈洗過程中的防沾色原理相聯系的。分散染料的分散劑，主要分散染料顆粒，使其均勻分散于溶液中不聚集;分散染料的增溶勻染劑，主要起到吸納增溶染料粒子，增加其在溶液中的水溶性，減少染料對滌綸纖維的沾染。這兩個作用恰恰是標準的凈洗劑所必需的，一個是分散乳化被凈洗下來的染料粒子防止其凝聚沉淀;一個是提高其在凈洗液中的存在量，協助性地起到防二次沾色作用。由于作用原理相似，所以凈洗中分散和增溶組分的選擇可以一定程度上以分散染料染色過程中的分散劑和增溶勻染劑的類型進行考慮。
不同結構的表面活性劑具有不同的性能，對分散染料凈洗劑特定組分的選擇雖不能生搬硬套到染助劑，但能從很多相關已知的的結構規律入手。
4·結構因素對凈洗物質性能的影響
一種優良的凈洗劑，不僅要具有很好的凈洗能力還要具備很好的防二次沾色的能力。要考慮這兩方面因素歸根結底還需從基本的分散性、增溶性和凈洗性入手，也就是要從凈洗組分對分散染料的作用方式考慮，不同結構的凈洗物質必然會表現出不同的作用效果，即使結構相似的物質鏈接的功能團不同也會造成應用性能的各異。首先從結構角度去分析不同表面活性劑分子對分散染料的分散、增溶效果的影響。從分散染料的染整過程到分散染料的輕度剝色，能作用于分散染料并使其達到被分散、被增溶和被洗脫效果的表面活性劑主要是陰離子型和非離子型兩大類。兩種結構的助劑又分為多種類型，總體而言，陰離子型助劑主要起到分散穩定的作用，而非離子助劑在增溶勻染方面更為突出。
以下是一些結構對表面活性劑分子分散性、增溶性和凈洗性影響的討論及結論。
4．1結構對凈洗物質分散性的影響
對分散染料具有分散作用的表面活性劑主要以陰離子型為主，最常見的有萘磺酸甲醛類、木質素磺酸鈉類和某些類型低分子質量陰離子表面活性劑。分散染料分散劑的平均分子質量對分散性能有較大的影響。對不同類型木質素磺酸鈉類而言，李宗石在《分散染料進展》中提到隨著木質素分子縮合度增加，平均分子質量增大(有極值)，分散劑的熱穩定性穩步增強。原因是隨著木質素分子質量的增大，它對染料顆粒的吸附力增強，即使在較高溫度下，也不易從染料粒子表面上解吸下來，從而保持溶液中染料的分散穩定性。也有人對MF、NNO等分散劑做過研究，隨著分子縮合度的增加，它們的分散穩定性也逐步提高［4］。同時，分散劑分子的親水基團也對自身的分散性能有影響，一般隨著分子親水基團的增加，會提高分散劑在水中的溶解性，但會降低它在固體表面的吸附能力，在較高溫度下，分散劑分子容易從顆粒表面解吸下來。分散劑的高溫分散性能總體遵循以下的順序排列:高磺化度堿改性木質素磺酸鈉＞中、低磺化度木質素磺酸鈉＞萘磺酸甲醛縮合物＞分子質量低的陰離于型分散劑。
某些類型的非離子型表面活性劑也對分散染料有一定的分散作用。馬正升等對選定的不同類型的聚氧乙烯型非離子表面活性劑對分散染料的高溫溶解性進行了研究分析，結果發現一般隨著氧乙烯鏈的增加非離子表面活性劑親水性提高，導致高溫下它的分散性要弱于試驗的其它氧乙烯鏈含量較小的非離子表面活性劑。 4．2結構對凈洗物質增溶性的影響
陰離子表面活性劑在增溶分散染料方面作用較小。對分散染料作用力較大的木質素磺酸鈉的增溶能力也很小，Datyner用11只分散劑和8種分散染料研究了分散劑對分散染料的增溶作用，結果發現木質素磺酸鈉類分散劑對很多分散染料增溶作用不強，磺化度對增溶作用幾乎沒有影響［5］。
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