l前言
分散染料不具有一SO、一COO等水溶性基團,而只具有一定數目的一OH、一NH:等非離子極性取代基,所以它們在水中的溶解度很低[1]。因此.在分散染料的商品化加工過程中需加人大量的分散劑。染色時,分散染料借助分散劑分散在水中,呈懸浮體形態,但是如果不加人高溫分散劑,高溫下分散染料與分散劑的相互作用減弱,分散染料容易凝聚成大顆粒,同時,分散染料還會發生晶體增長,這會給均勻染色帶來諸多麻煩[2-3]。為此,人們常在分散染料染色時在染浴中添加高溫分散勻染劑,以保證分散染料在高溫下均勻染色。測定分散染料高溫分散穩定性的方法很多[4-9],但是這些方法都存在著這樣那樣的問題。現采用萃取法研究不同種類的染色助劑對分散染料高溫分散穩定性的影響,為正確選擇復配高溫分散勻染劑提供了理論依據。
2材料和實驗方法
主要實驗設備和儀器為723型分光光度計、RJ一180高溫高壓染色樣機。
2.1染料和藥品
染料:分散紅FB(C.I.Disperse Red 60),氯苯(化學純)。
非離子助劑:JFC、平平加O、NP一10(壬基苯酚聚氧乙烯醚.1O)、NP-15(壬基苯酚聚氧乙烯醚-15)、聚醚PE-6400、聚醚Forgl SF、聚乙二醇600、聚乙二醇
6000。
陰離子助劑:AES(烷基聚氧乙烯硫酸鈉)、LAS(十二烷基苯磺酸鈉)、K-12(十二烷基硫酸鈉)、木質素B、分散劑MF、Reax81A(高分子量木質素,低磺化度)、ReKx85A(低分子量木質素,高磺化度)。
勻染劑:勻染劑A、勻染劑LB、勻染劑sL、勻染劑802、強力分散勻染劑(日本)。
2.2分散穩定性的測定
(1)每次實驗時,首先配制一定濃度的分散染料染液A
(2)移取50 mL的染液A加入100 mL的容量
(3)將染液B倒人染色管中.置于高溫高壓染色機中,自50%起以2℃/rain的升溫速率分別于100%和130℃下處理30 min,然后冷卻至50℃左右取出染色管,冷卻到室溫。
(4)將冷卻后的處理液全部移人到分液漏斗中,加10 mL氯苯,關瓶靜置2 h。然后從125 mL分液漏斗下端取出氯苯層,爾后用分光光度法測定溶劑層中分散染料的濃度C。
(5)用C來表征分散染料在一定條件下的高溫分散穩定性,c越小,說明高溫分散穩定性越好。非離子表面活性劑濁點測定參見文獻[10]。
3實驗結果與討論
3.1分散染料在水溶液中的分散狀態
商品分散染料中含有大量分散劑等助劑。分散劑的作用主要表現在:(1)使分散染料以細小晶粒分散在染液中形成穩定的懸浮體;(2)當在溶液中超過臨界膠束濃度后,分散劑會形成微小的膠束將部分染料溶解在膠束中,此外有少數分散染料以分子形式溶解于染液中。染液中存在有被分散劑分散的染料晶粒、染料單分子以及膠束中的染料,這三者之間保持著動態平衡。與此同時,溶解狀的染料和被分散劑分散的懸浮體還會發生染料晶體增長以及晶粒的聚集。晶粒增長后,分散染料的高溫分散穩定性降低,從而導致染色疵病。加入合適的助劑可以防止或降低晶粒的增長和晶粒的聚集+提高染料的分散穩定性,有利于提高染色質量。
當染色助劑加入到分散染料染浴中,助劑可能與染液中分散染料的三種狀態中的一種或多種狀態發生作用,包括:對分散染料晶粒的分散劑的影響;對染液中溶解狀分散染料的分散作用;凝聚體結合染料的能力。同時,助荊中有的成分可能還對分散染料有一定的增溶能力。所以,染色助刺對分散染料分散穩定性的影響主要取決于其對分散染料三種狀態的作用和其對分散染料增溶能力的綜合結果。
3.2非離子助劑對分散染料分散穩定性的影響
非離子助劑(濃度1 g/L)的影響見表1。表2為各種非

非離子表面活性劑按親水基分,有聚氧乙烯醚型(如JFC、平平加O、NP一15、NP一10)、多元醇型(如吐溫一8O)和聚氧乙烯聚氧丙烯嵌段共聚型(如聚醚
PE~400、聚醚Forgl SF),對分散染料有一定的親和力,因而使其有分散性。但困這些結合較疏松+設有陰離子表面活性劑的高溫分散穩定性好。分散染料高溫高壓染色所用的分散勻染劑不僅要有很高的低溫分散穩定性,更要很好拘高溫分散穩定性和勻染性。
從表l和表2中可以看出,隨著非離子表面活性劑濁點的降低,分散染料的高溫分散性急劇降低。
JFC和聚醚Forgl SF的濁點都很低,分別為25~C和35%,此時分散染料的高溫分散穩定性很差。濁點越低,非離子表面活性劑對分散染料高溫分散穩定性的影響受溫度的影響越明顯。溫度從100~C升高到l30℃時,JFC和聚醚F0 sF的c分別從2O.83和1 8、63增加到106.6和221.5(染料濃度為2 g/L)。這主要是由于非離子表面活性劑在超過其濁點的溫度時將會失水,自身聚集在一起,從而失去分散能力使分散染料發生凝聚現象,并且非離子表面漣性劑的濁點越低,這種現象越加明顯。聚醚Forgl SF分子中含有較多的氧丙烯鏈段,不僅濁點低,而且疏水性強,在高于其濁點的溫度下其凝聚體結合染料的能力較強.這兩種非離子表面活性劑可能還與分散劑肢束以及染料晶粒周圍的分散劑作用.但是與分散劑膠束形成混合膠束和晶體表面增加助劑的濃度的能力不強。
NP一10和NP一15在IO0~C對分散染料的穩定性影響結果相近,而在130℃時兩者結果差異很大。這是由NP.15中氧乙烯鏈數目較多,親水性強.濁點也高,有利于提高分散染料的高溫分散穩定性。平平加O和吐溫一8O無論在IO0~C還是在130~C都對分散染料有較好的高溫分散穩定性。原因是這兩種非離子表面活性劑的濁點較高。同時可能還與其對分散染料的增溶作用有關[11]。
與聚醚Forgl SF相比.聚醚PE_6400對分散染料的穩定性影響較小。這可能是由于聚醚PE-6400分子中含有較多的氧乙烯鏈段,親水性較強.濁點也高的緣故聚乙二醇分子中無疏水性長鏈,對分散染料高溫分散穩定性影響較小,凝聚體吸附染料少。同時從表1中還可以看出+在所加助劑濃度一定的情況下,分散染料的高溫分散穩定性隨著染料濃度的增加而下降。這是由于隨著染料濃度的增
加,分散穩定性越差,非離子表面活性劑失水后就越容易聚集。
我們還可以從表1及表2中發現這樣一個看似矛盾的現象:NP—l0雖然濁點不低(60℃),但是在不同溫度下對分散染料的高溫分散穩定性影響變化很大。這可從其分子結構上加以解釋,NP一10在IO0~C時凝聚體結合染料能力較弱,與分散染料的結合力較強,但在130℃時其凝聚體結合染料的能力很強,因而分散染料的高溫分散穩定性急尉降低。
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