2.1.2冷軋堆染色的新型活性染料
冷軋堆染色是織物在低溫下浸軋染料和堿劑混合染液f通過比例泵分別將染液和堿劑打入浸軋槽),利用軋輥擠壓使染液吸附在織物表面,然后打卷,在低溫下堆置一定時間,完成吸附、擴散、固著,最后水洗消除浮色。該工藝具有流程短、設備簡單、固著率高、透染性好,不存在染料泳移,洗滌方便,污水排放少等特點,它與軋-烘-軋-蒸工藝相比可節省能源40%左右,固著率高約30%。不過該工藝要求活性染料具有好的耐堿性(在濃堿和低溫條件下不析出1和中等以下的直接性。
2.1.2.1新型染料結構
上述Anozol L型染料由于染料結構的特點也適用于冷軋堆染色工藝,具有優異的低溫上染性能、高固著率、優異的色光穩定性、各品種的親和性基本一致、高重現性、短的堆置時間、高效率、低的金屬離子敏感性等特點,現有6個品種。該染料含有乙烯砜活性基,其母體染料的結構使得砜基對硫酸酯的影響減弱,因此酯基相對穩定,在堿液中不易發生β-消除反應而脫落。所以染料在堿液中比較穩定,而且活性基的反應性較強,冷軋堆時的堆-置時間又短,減少了外界條件對染料的影響,提高了冷軋堆染色的重現性和色光穩定性。據與傳統的兩浴汽蒸法進行能耗相比較,以每千米布計算,固著堿劑用量為水玻璃8.1升、燒堿2.7升(傳統法:氯化鈉45公斤、純堿9公斤),染色和烘干的蒸汽用量減少1.5噸。不過目前在紗卡和高支高密面科上采用此種染料進行冷軋堆染色時布面效果還有待提高。
Novacron C型染料也是近年開發的一種適用于棉織物冷軋堆染色工藝的優異活性染料。它與纖維的直接性比較小.而且脂肪烴連結基的存在使得亞胺基氮原子的電負性減弱了砜基對硫酸脂基的影晌.此硫酸脂基相對比較穩定,在堿液中不易發生β-消除反應而脫落,所以在堿液中比較穩定。另外,Levafix CA型染料具有中等親和性、高堿介質溶解度、良好的耐堿性和優異的凈洗性,分子結構內含有一氟均三嗪基,反應性較強,固著率可達90%.也是適用于冷軋堆等染色工藝的優異染料。
2.1.2.2利用加和增效作用制成的染料混合物
根據一定的原理將不同結構的活性染料按一定比例混合使用具有加和增效作用.能獲得更高的固著率、更好的耐堿性和在濃堿與低溫條件下的溶解度,適于冷軋堆染色工藝的要求,例如Remazol RGB系列染料是Dystar公司采用這種技術制得的一種耐堿性很好、適于冷軋堆染色的活性染料,它從2000年左右上市至今已有12個品種,包括黃、橙、紅、深紅、海軍藍和深黑等色譜,2007年推出的Remazol Deep BlackGWF是用于冷軋堆染色的深黑色活性染料.這種染料中除了Remazol Navy B1ue RGB是單一品種外.其余都是染料混合物.這些被拼混的組分單獨使用時不耐堿.當按加和增效原理以一定比例拼混后耐堿性大大提高了,其中Remazol Red RGB是由Remazol Red 3BS(C.I活性紅2391和RemaZOl Red RB(C.I活性黃198)以一定比例拼混制成;Remazol Yellol RGB是由Remazol Yellol 3RS(C.I活性黃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活性紅194)的堿性溶解度很小,當用于冷軋堆染色時棉染色物上會出現許多色點.若將該染料與其間羥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,則大大提高了堿性溶解度和耐堿性,完全適用于棉的冷軋堆染色.
2.1.2.3采用高效分散劑制成耐堿性活性染料
活性染料是一種陰離子染料.在水溶液中通常不是以單分子狀態存在.而是形成有一定數量分子的聚集體和締和體,不僅降低了其在水中的溶解度.而且影響到其耐堿性.采用特殊的高效分散劑既可以提高其水中溶解度,還可達到耐堿的目的,Clariont公司的Drimarene CL-C系列染料就是采用這種技術制成,它適用于棉的冷軋堆染色.具有優異的各種牢度、高固著率和可洗滌性.
2.2適于高固著率染色的新型活性染料
作為節能減排型活性染料的重要途徑之一,就是提高活性染料的固著率,可以說迄今活性染料的發展史.就是不斷提高其固著率的歷史,它們不僅能減少染色排水負荷,削減原材料而且能提高生產效率。為了提高活性染料的固著率,近年來各國研究最多或者說最有效的手段,是在染料分子中引入兩個異種或同種的活性基.從應用時節能減排的角度考慮.特別是引入一鹵均三嗪基和乙烯砜基等兩個異種活性基,這是因為這種活性染料具有各個組成活性基的特性,如低的酸性水解率、高的酸性水解斷鍵穩定性、優良的可洗滌性、好的各項牢度和較小的吸盡率與固著率之差外,還具有兩個不同活性基之間的加和增效作用而產生的新特牲.如更好的耐硬性水解和過氧化物洗滌的能力、更高的固著率、更寬的染色溫度及更好的染色重現性.因此世界各主要染料公司都開發出這種新型活性染料供應市場,例如Dystar公司開發的含有兩個活性基的新型活性染料kvafix CA具有90%的固著率、日本住友公司推向市場的Sumifix HF染料具有85%以上的固著率等。
在活性染料分子中引入三個及其以上的活性基.雖然從理論上分析應當獲得更高的固著率,但由于含多個活性基的染料的移染性和擴散能力較差,不僅影響染料的固著,而且染料的提升性也會降低,不過近年的研究證明只要活性染料分子結構設計得合理,含有3個活性基的染料也能具有高的固著率和優異的提升性,例如Novacron S型染料是由2-3個發色體和2~3個活性基(其中含有1~2個乙烯砜基或β-羥乙基砜硫酸酯基)組成.與傳統的含有3個活性基的線性排列的染料不同,它們是平面排列,分子緊密有彈性,具有中等親和力、良好分散性、優異水洗性,改進了移染性,使得該種活性染料具有90%以上的固著率。研究和開發新活性基也是提高活性染料固著率的重要途徑,近年來研究了10多種新活性基,其中固著率可達到90%的活性基是一氰胺基均三嗪基.已形成為商品,其特點是受氰胺基中的強吸電子基氰基的影響。以及氰胺基較小的空間位阻作用.提高了均三嗪環上鹵素原子的活潑性和反應速度,而且氰胺基中的亞胺基在堿液中被離子化形成富電子的陰負性氮,增加了在水中的溶解度,有利于浮色清除,提高了洗滌性.而且含有這種新活性基的染料對染色工藝參數波動的敏感性很小,能獲得良好的重現性。
此外.采用活性染料的加和增效作用也能獲得更高的固著率.例如Sumifix Supra Red 2BF用于吸盡染色的織物表面濃度為85%.其間羥乙基砜硫酸酯苯胺上的β-乙基化物用于吸盡染色的織物表面濃度僅20%.當把它們以33.5:66.5的比例組成染料混合物用于吸盡染色,織物表面濃度可達到100%。
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