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棉織物活性染料浸染中存在的問題及研究現(xiàn)狀

來源:印染在線 發(fā)布時間:2015年02月06日

活性染料的浸染方法根據(jù)紡織物品種的不同,有紗線染色、織物繩狀染色和卷染等多種形式,一般分兩個階段進行:第一個階段在近中性的染浴中使染料盡可能均勻地上染到纖維上;第二個階段,當染料上染到接近于平衡時加入堿劑,提高染液的pH值,加快染料和纖維的反應(yīng),這時隨著染料和纖維發(fā)生共價鍵結(jié)合,破壞已達到的吸附平衡,染液中又會有部分染料上染纖維。

在活性染料的浸染過程中,常常采用高濃度的鹽進行促染。鹽的促染作用一個很重要的原因在于它們能降低或克服纖維素纖維上染過程中纖維上的電荷對染料色素離子的庫侖斥力,提高染料的上染百分率。
活性染料用于棉織物染色時,其固色率較低,一般僅為60-7O%左右,因此染料的利用率較低,浪費較嚴重,染色廢液中含有大量未利用的染料,對環(huán)境造成污染。為提高染料的上染率,染色時往往采用高濃度的鹽促染,但是這會因此而產(chǎn)生大量含鹽的廢水,也造成對環(huán)境的污染。因此如何提高染料的利用率和降低染色中的鹽用量,是人們一直關(guān)心的問題。
對于棉織物活性染料浸染的固色率低,鹽用量大的問題,目前的研究主要在兩大方面進行,即纖維索纖維的改性和提高染料與纖維的反應(yīng)活性。
1纖維素纖維的改性
1.1胺化改性
活性染料染棉纖維的親電中心在染料上,親核中心氧負離子在纖維上。胺化改性將親電中心賦予改性后的棉纖維上,而親核中心在染料分子上,從而使纖維對染料的吸附性能大為增強,促進了染料的上染
11.1氨基或氨烷基改性
纖維素纖維接上氨基或氨烷基后,不僅與活性染料的反應(yīng)性大為增強,而且在酸性介質(zhì)中質(zhì)子化后,形成季氨止離子,可定位吸附染料陰離子這類反應(yīng)的典型例子是用2一氨基硫酸乙酯,在130%反應(yīng)15min,處理制得2一氨乙基纖維素醚Cell—O—CH2CH2NH2。
1.1.2季氨基改性
用反應(yīng)性季氨化合物對纖維素進行活化改性,可將季氨基接上纖維,促使纖維的染色性能大大改變。其例子是環(huán)氧基三甲胺的季胺化合物(國外商品名Gly

tacA)處理棉纖維,可大大提高纖維與活性染料的反應(yīng)速度。
1.1.3氮雜環(huán)基改性
這種改性的典型例子是纖維素分子鏈接上煙酸取代基,反應(yīng)時pH值為8,200~C焙烘,通過酯基接上煙酸基。在反應(yīng)過程中,也會發(fā)生水解,有煙酸放出,不過煙酸的存在,可加速活性染料與纖維的固色反應(yīng),因為它可作為親核反應(yīng)的催化劑
1.1.4羥甲基丙烯酰胺及胺化改性
用含有羥甲基丙烯酰胺基的化合物羥甲基丙烯酰胺(NMA)處理纖維素后,可制得活性纖維:Cell一0一cH2NHCOCH=cH,。NMA活性棉可以與含烷氨基磺酸染料反應(yīng)構(gòu)成化學(xué)鍵結(jié)合。烷氨基磺酸染料可以由ProcionH型染料制得。
1.1.5含氮交聯(lián)劑改性
纖維素纖維和織物用的交聯(lián)劑或樹脂大多數(shù)含有氮原子或胺基。它們的存在和上述對纖維素纖維胺化一樣,也可增進染色性能。用三羥甲基三聚氰胺處理棉織物后,即使在酸性浴中對直接染料也有很高的上染率,這都和它們中的氨烷基有關(guān)。
1.2氨基聚合物改性
甲殼素經(jīng)部分脫乙酰后化學(xué)結(jié)構(gòu)為N一乙?;籇__葡萄糖胺,即殼聚糖。用殼聚糖處理棉后,可以增加上染率和顏色深度,其在酸性浴中氨基質(zhì)子化成陽離子后,通過庫倫引力大量吸附染料,提高上染率,但其應(yīng)用中存在很多問題,目前技術(shù)尚不成熟。

纖維索用反應(yīng)性聚酰胺環(huán)氧化合物(Herosett125)處理后,可改善活性染料上染率和固色率。它通過已二酸和二乙烯三胺縮合后,再用環(huán)氧氯丙烷部分交聯(lián)制得的,可采用軋一烘一焙(100℃、3min)-F藝處理棉纖維,主要組成是3一羥基氮雜環(huán)丁烷氯化物(Herosett主要含有3一羥基氦雜環(huán)丁烷基、環(huán)氧氯丙烷和氯代醇反應(yīng)基,比例應(yīng)為(3:1:1)。
13活化改性
纖維素纖維改性可引入活潑的反應(yīng)性集團,使它可以和一些親核性的染料(非活性染料)反應(yīng)形成共價鍵結(jié)合。親核性染料可以選用一些含強親核基團的染料,也可以通過活性染料接上一些強親核性基團制得。強親核性基團以氨或

胺基最有代表性。例如用2,4一二氯一6—2(2一吡啶乙胺)一均三嗪(DCPEAT)化合物對纖維索纖維改性。二氯均三嗪的一個氯原子被纖維素的羥基取代,另一個氯原子則被染料的氨基取代,染料和纖維問通過共價鍵結(jié)合。由于吡啶陽離子的正電荷可與染料磺酸基負電衙作用,所以上染率和固色率均較高。
2提高染料和纖維的反應(yīng)活性
提高染料和纖維的反應(yīng)活性方面,交聯(lián)染色是一個突破。交聯(lián)染色指的是染料和纖維都與交聯(lián)劑反應(yīng),發(fā)生共價鍵結(jié)合。由BASF公司推出的Basayol是最早商品化的交聯(lián)染料。它采用1,3,5一三丙烯酰胺均三嗪(固色劑P)作交聯(lián)劑。染料分子結(jié)構(gòu)含有磺酸酰胺基團,它在pH值為10.5時電離后有強親核性。
3結(jié)語
綜上,傳統(tǒng)的提高染料上染率采用的高濃度鹽會產(chǎn)生大量含鹽的廢水,造成對環(huán)境的污染。而上述結(jié)果表明,依靠對纖維素改性和通過交聯(lián)染色,均可增加纖維素纖維與染料的反應(yīng)性,形成共價鍵,提升表面動電層電位,達到提升固色牢和上染率的目的這方面的深層探討還有待進一步拓展!



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