活性染料近代染色技術及助劑
宋心遠
東華大學 200050
摘要 系統地介紹了活性染料近代染色技術,特別是一些高效、節能、減排的清潔染色技術,主要包括:低堿和中性固色、低鹽和無鹽、低溫和冷軋堆、濕短蒸、小浴比、短流程和一浴法、“一次正確”和受控、交聯和聚合、非水介質和水循環利用等新的染色技術,文章對各種染色技術的特點和不足作了分析,并提出了當前值得推廣應用的一些染色技術,也展望了今后發展的方向。
關鍵詞 活性染料 近代染色技術 高效節能減排
活性染料工業化生產始于1956年,至今已有半個世紀。它色譜齊全、色澤鮮艷奪目,應用工藝較簡單,可以與許多纖維形成共價鍵結合,備受關注。另外,近年來隨著許多常用染料(例如直接、還原、酸性和媒染染料等)存在環境污染和安全等問題被禁用或限用,活性染料成為主要的代用染料,發展最快。它不僅是纖維素纖維最重要的一類染料,而且還不斷擴大用于蛋白質和合成纖維。活性染料染色的理論和工藝,筆者在《活性染料染色的理論和實踐》一書中已作全面介紹。[1]近年來,有關活性染料的綜述文章也發表了不少[2-4],不僅涉及活性染料本身的發展,還包括活性染料的應用和工藝。活性染料研發重點在提高其應用性能和生態性。近年來,開發了許多新的染料品種,特別是雙活性基染料。此外,活性染料的商品化技術也進步迅速,通過科學地拼混、應用膜處理技術和添加各種助劑等,得到了許多性能優良的染料品種。在開發和改進活性染料的同時,對活性染料染色技術也進行了廣泛研究,包括對纖維進行改性,開發新的染色助劑和染色工藝。已開發許多高效、生態和清潔染色的工藝。活性染料染色也存在一些問題,特別是利用率較低、污水排放量大、深色品種色牢度較差和染色用電解質量大等,阻礙了它的擴大應用,是當前亟需解決的難點。為了克服這些問題,國內外加強了活性染料染色的研究,主要包括以下一些染色技術:(1)活性染料
1活性染料低堿和中性染色
纖維素纖維活性染料染色通常需要加入堿劑,在堿性條件下固色,因為纖維素分子中的羥基在堿性溶液中離解成羥基陰離子后,親核反應性大大高于氫氧離子或水分子,活性染料的固色速度和固色效率均大大提高。但是堿性固色也存在許多缺點。首先,堿性過強,染料的固色效率會降低;其次,染料與纖維已形成的共價鍵水解斷鍵速度會迅速加快,固色率反而會降低;此外,堿性太強的染浴穩定性差,染色重現性低;最后,一些纖維(例如蛋白質纖維)和染料(例如分散染料,如果是與活性染料一浴法染色)在堿性染浴中均不穩定,會遭到水解破壞,即使是纖維素纖維,在堿性高溫焙烘時,也會發生泛黃和氧化損傷。所以堿性固色,特別是強堿性固色會產生許多問題。當然,堿劑用量多還會帶來成本和染色廢水的污染問題。為此,進行低堿和中性固色具有許多優點,是大家所希望的。
進行低堿和中性固色的關鍵,在于如何提高活性染料與纖維的反應速度,因為在低堿性和中性條件下,染料的固色速度很低。為了使低堿和中性條件下有足夠快的固色速度,通常可以通過提高染料和纖維的反應性,選用適當助劑和反應介質,以及強化某些固色工藝因素(主要是適當提高固色溫度)來實現。主要有以下幾種染色工藝。
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