浅谈活性染料皂洗机理

 

活性染料是目前纤维素纤维及其混纺织物染色的主要染料品种,活性染料结构中含有活性基团,在碱性条件下能与纤维素纤...





活性染料是目前纤维素纤维及其混纺织物染色的主要染料品种,活性染料结构中含有活性基团,在碱性条件下能与纤维素纤维上的羟基反应,通过亲核加成或亲核取代反应形成共价键结合而上染。固色反应中纤维素结构中的羟基电离成为亲核试剂,染色介质水的电离,形成另一个亲核试剂氢氧根离子,与活性染料反应形成水解染料。水解染料和未固着染料是影响染色牢度的主要因素,必须通过皂洗去除。染色后皂洗的目的就是为了去除纺织品上未固着的染料、水解染料、电解质、碱等,提高染色产品的色牢度、鲜艳度、手感和其它服用性能。

皂洗机理如下图所示:



皂洗剂吸附到纤维表面,并渗透至纤维缝隙中;通过降低表面张力,降低未固着染料和水解染料与纤维的结合力,经机械作用脱离纤维;通过皂洗剂对染料的润湿、乳化、分散、增溶和络合作用,形成稳定体系,阻止染料沾染纤维。

皂洗剂的应用性能分类:

皂洗剂按其应用性能可以分为染色后用的皂洗剂和印花后的白底防沾皂洗剂。

皂洗剂的评价方法:

皂洗剂0.5-5g/l

浴比1:10-30

温度40-100℃

时间0-20min

织物色布10g+白布5g

工艺流程:称布→配液→皂洗→水洗→烘干(60-100℃)→测试各项牢度及色变、白布沾色情况

测试指标

1.耐洗色牢度

根据实验要求,选择GB/T3921.1-1997、GB/T3921.2-1997、GB/T3921.3-1997、GB/T3921.4-1997、GB/T3921.5-1997中的一个或若干个方法执行。

2耐摩擦牢度

按GB/T3920-1997方法执行。

3防沾效果

用测色仪测定白布的沾色深度K/S值,K/S值越大,表示白布沾色越多,则皂洗剂的防沾效果越差。

4皂洗色变

以未经皂洗的布样为标样,测定皂洗后布样的△L*、△a*、△b*、△E*。△E*是总色差值,其值越大,表示皂洗色变越大。

影响皂洗效果的主要因素有:

皂洗温度。温度高,纤维溶胀充分,染料的扩散系数高,亲和力低,有利于染料的解吸,并从溶胀的孔道中向纤维表面扩散,高温水洗液对染料、盐的溶解性高,因此传统皂洗温度在95 ℃。然而高温使活性染料的断键稳定性下降,水解加剧,特别是在有残留碱的情况下,高温还会使表面活性剂乳化、分散能力下降,与水解染料形成的胶束稳定性下降。60 ℃及以下的低温皂洗则可减少水解染料的产生,使水解染料与高分子表面活性剂形成稳定的胶束,有利于染料浮色的洗脱,达到预期的色牢度和表面色度。皂洗酶的温度则根据酶活性的最佳温度而定。

机械作用。机械作用促进织物内外溶液的交换,减少边界层厚度,加速染料由内向外扩散。如溢流染色机内织物的运转速度高,织物与染液的相对运动加剧,借助皂洗剂的作用,染料浮色与纤维的结合力减弱,浮色容易被洗脱。

浴比。浴比越大,越有利于稀释溶解纤维表面染料,但耗水量增加。小浴比皂洗则遵循少量多次的原则,浴数较多,而耗水较少,是与小浴比染色配套的节能减排措施。

酸中和。染色后,残留的碱使织物带碱性,碱存在会导致染料的水解,因此皂洗前应先用大量水冲洗或酸中和。有机复合酸具有良好的渗透性,不仅可中和纤维表面碱,还可渗透到纤维芯部中和残碱,去碱效率更高。

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