关于活性_分散染色牢度的几个热点问题探讨

1. 2 染料浓度与日晒牢度的关系 染色试样的日 晒牢 度随 染料 浓度 变化 而变 化 。 同 一种 染 料在同一种纤维上染色的试样 , 日晒牢 度会随 染料浓 度增加 而 提高 。 染料聚集主 要是由 于染 料在 纤维 上发 生聚 集体 颗粒 大 小分布变化所引起 。 聚集体颗粒 愈大 , 单位重 量染料 暴露于 空 气-水分等作用面积愈 小 , 日晒牢 度愈高 [ 5] 。 染料浓 度的 增加 , 会使纤维上 大颗 粒 聚集 体比 例 增高 , 从 而 使日 晒 牢度 相 应 增 高 。 浅色织物的染 料浓度 低 , 染 料在 纤维 上聚 集体 比例 较低 , 大部分染料呈单分 子状 态 , 即染 料在纤 维上 的分 散 度很 高 , 每 个分子都有同样的 几率 受到 光 、空气和 水分 的作 用 , 日 晒牢 度 相应下降 。 染色样含湿率对染料日晒褪 色速率 是一个 很重要 的因素 。 含湿率高会使染料的褪色速率 增加 , 影 响大小 则随纤 维和染 料 的性质而有所不 同 。 活性 染料 上染 棉的 日晒 牢度 对纤 维的 含 湿率变化比较敏感 。 将相对 湿度 45 %提 高到 80 %, 活性染 料 染色棉 试样的 日晒褪色 速率可 增加到 原来的 200 %～ 300 %。 因为空气相对湿度高可以使纤 维溶胀 , 加速水 分和空 气扩散 进 入纤维 , 从而加速染料的褪色 。 酸性染 料染羊 毛试样 的日晒 牢 度就没有像棉纤维那样敏感 , 这就是日 晒牢度 蓝色标 样采用 羊 毛织物染成的道理 [ 6] 。 影响日晒牢度的因素还有光源 , 如碳弧和氙灯等 。 综上所述 , 影响 日晒 牢度 的因 素很 多 , 但 主要 是染 料浓 度 的影响 。 包括《 染料索 引》 在内 的各 染料 商提 供的 色卡 所显 示 的染色物日晒牢度都是在 染色深 度 1/ 1 的情况 下测定 的数据 , 即染料浓度 20 ～ 30 g / L 的中色织物 上测定的数 据 , 而 浅色织 物 不会达到这一水平 。 有些染料 制造厂商 的色卡 会提供 2 ～ 3 个 染料浓度 , 如 1/ 6 , 1/ 1 , 2/ 1 等 。 另 外 , 不同 的耐 晒测 试仪 、光 源 以及含湿率 , 所测得的数据也不 同 。 因此 , 染浅 色时 , 不能光 靠 色卡提供的数据选 用染 料 , 必须 经过实 际打 样后 , 依据 测定 的 数据来选择染料 。 表 1 ～ 4 列举 了一些 日晒牢 度较好 的活性 染 料 , 以供参考[ 7] 。
SO 3Na H2N Cl SO 3Na N =N NaO 3 S NH Cl NH SO 2CH2 CH2 OSO 3Na SO3 Na NH NaO 3 SOH2CH2 CO2 S Cl NH N =N SO 3Na CH3 COHN NaO3 S SO 3NaNHCONH2 NH N =N NHCOCH3 SO3 Na SO 3Na
O NH 2 SO3 Na O NH NH Cl C. I. 活性蓝 5( 活性艳蓝 K-GR) 耐光牢度 5 ～ 6 级 O NH 2 SO3 Na O NH SO2 CH 2 CH 2OSO3 Na C. I. 活性蓝 19( 活性艳蓝 KNG) 耐光牢度 7 级 SO3 Na NH 2
以双偶氮三螯合环为母体结 构的活 性染料 , 耐光 牢度可 达 7 ～ 8 级 , 即使是染 浅色织 物 , 其耐 光牢度 仍很 高 。 由于 染料 结 构的平面性很好 , 所以 直接 性也 高 , 并有 很好 的耐 氯和 耐氧 化 物牢度 。 已有这 类结构 的商 品染料 如 DyStar 公 司的 Levafix O[ 4] live E -GLA , 它的活性基是 6 -酰 胺基-2 , 3 -二氯-1 , 4-喹 口 恶啉 。
X
hυ [ O]
Y
X
hυ [ O]
Y
X
互变 异构
Y
X
hυ H2O
Y
X
1 活性染料染浅色织物日晒牢度
我国国家标准对 活性 染料 的耐 光色 牢度 早有 规定 。 例如 GB/ T411-93 棉印染布标准规定活性染料的染色布 耐光牢度 为 4 ～ 5 级 , 印花布耐 光牢度为 4 级 ; GB/ T5326 精梳涤棉混纺印染布 标准和 FZ/ T14007-1998 棉涤混纺印染布标准均规定 , 分散/ 活性 染色织物和印花织物 的耐 光色 牢度 均为 4 级 。 浅色 织物 要达 到这一标准是有一定难度的 。 1. 1 染料光褪色机理 活性染 料母体结构的 70 % ～ 75 %为 偶氮型 , 其 余为 蒽醌 无 型 、酞菁型和甲 月无 曰 型 , 均 以蓝色 色谱为 主 。 偶氮型 耐光牢 度较 无 差 , 蒽醌型 、酞菁型和甲 月无 曰 型的 耐光牢 度较好 。 染 料的光 褪色 机理很复杂 , 不但与染料的化学结构有关 , 还与染料的聚集状
活性黄 M-2RE
39
印 染( 2004 No . 3) 染料分子中引入杂环 , 杂环上具有吸电子基 , 如吡唑啉酮和吡 啶酮 , 它们的耐光牢度较高 , 都是黄色色谱 。 红色色谱活性染料都 是以 H 酸为偶合组分 , H 酸上的羟基和氨基都是供电子基 , 因此耐 光牢度比较差 。 除非在偶氮基两个相邻位置上引入羟基 , 通 过它 的配位电子与重金属形成金属络合染料 , 耐光牢度才得以提高 。
表 1 乙烯砜 - 一氯均三嗪双活性基染料的日晒牢度 黄 C. I. No . 145 1/ 6 1/ 1 2/ 1 4～ 5 5 5 黄 167 5 5 红 222 4 4 4 红 223 6 5 5 红 194 6 4～ 5 5 红 195 5～ 6 5 5 红 250 5 4～ 5 蓝 222 蓝 221 4 4 5 蓝 231 6 4 4～ 6 -
N O
www . cdfn . com . cn
O Cu ↗ ↖ N N
N
双偶氮三螯合环
1. 1. 2 蒽醌型染料
一般来 说 , 蒽醌型染料的耐 光牢度 比偶氮 型染料 高 。 蒽醌 型染料的光 褪色是 一个 很复杂 的问 题 。 氨基 蒽 醌在 有氧 的情 况下 , 光褪色的第 一步是 生成 羟胺化 合物 , 进 一 步反 应取 决于 氨基生成羟胺的难易 。 若 α -氨基的邻 或对位 含有供 电子基 , 使 氨基的电子云密度增大 , 即碱性 愈强 , 愈易氧 化为羟 胺 , 染 料的 耐光牢度愈低 。 反之 , 在 α -氨基的 β 位引入吸电子基 , 氨基碱性 下降 , 耐光牢度则提高 。 蒽醌型活性染料都是酸性染料结构 , 以溴 氨酸( 1 -氨基-4 -溴 -2-磺酸) 为中间体的衍生物 。 由于 氨基邻位引 入强吸电 子基磺 酸 , 氨基的碱性很弱 , 如下列染料 :
酞菁和甲
无 无 月曰
类活性染料是铜络合物 , 耐光牢度很高 , 是一类牢
度优异的蓝色色谱染料 。 虽然该染料因含铜不利于生态 环保 , 但 因可萃取的铜在纺织物上的限量为 50 mg/ kg, 特别是浅色织物 , 染 料用量少 , 所以可以控制在限量以内 。 C . I. 活性蓝 7 、蓝 14 ( 活性艳 蓝K -GL ) 、蓝 15( 活性艳蓝 KN -G) 、蓝 63 和蓝 231 等都是酞菁结构 , 耐光牢度 5 ～ 7 级之间 。 甲 类活性染料 , 如 C . I. 活性蓝 104 、蓝 220 和蓝 221 的耐光牢度可达 6 ～ 7 级 。 甲 结 构开发得较早 , 广泛 用于蓝 色活性 染料 。 其最 有价 值的是双偶氮三螯合环铜络合物 , 具有对称性 。
第一步氧化反应是最为关键和复杂的 。 当重氮基的邻 、对位 引入吸电子基后 , 偶氮基上氮原子的电子云密度降低 , 不利于生成 氧化偶氮化合物 , 阻止了光氧化反应的发生 , 从而提高了染料的耐 光牢度 。 反之 , 引入供电子基后 , 偶氮基上的氮原子电子云密度增 大 , 使光氧化反应加速 , 不利于提高染料的耐光牢度[ 2] 。 因此 , 偶氮型活性染料经常通过引 入磺酸 基和卤 素等吸 电 子基提高染料的耐光牢度 。 如下列染料的耐光 牢度均为 6 级 :
关于活性 、 分散染色牢度的几个热点问题探讨
印 染( 2004 No . 3)
关于活性 、 分散染色牢度的几个热点问题探讨
陈荣圻
( 上海纺织印染职工大学 , 上海 200082)
摘 要 : 活性和分散染料是两类最重要的染料 。 由于对 染料的牢度性能要求愈来愈高 , 特别是活性染 料 染浅 色织物的日晒牢度和染深浓色织物的水洗牢度和湿摩擦牢度 ; 分散染料染色后热迁移牢度等 , 困绕着 印 染行业的产品优化 , 成为业内关注的热点问题 。 本文就这些 问题中关于染料 、助剂和印染加工工艺进行较 为 详细的探讨 , 给出解决办法 。 关键词 : 染料 ; 活性染料 ; 分散染料 ;日晒牢度 ; 湿处理牢度 ;热迁移牢度 中图分类号 : TS193. 21 文献标 识码 : A 文章编号 : 1000 -4017( 2004) 03 -0039 -05
Central issues on color fastness of the dyeings with reactive and disperse dyestuffs
CHEN Rong -qi Abstract :Reactive and disperse dyes are the main dyes used in textile industry . At present , more and more people concern about the colorfastness of the dyeings , especially about the light fastness in light shade and fastness to washing and wet crocking in dark shade with reactive dyes , as well as the thermal migration fastness with disperse dyes . This paper covers the details of dyes , auxiliaries , process conditions and measures as well . Key words :reactive dyes ; disperse dyes ;fastness to light ; wet rubbing fastness ; thermal migration fastness 2002 年 全国染料总 产量达 42 . 13 万吨 , 其中 活性染料 受国 内市场拉动 , 增长 幅度 最大 。 据 不完 全统 计 , 全 年活 性染 料产 量约 3 . 8 万吨( 实际 已超过 5 万 吨) , 比上 年增 长 34 . 1 %, 进口 25610 吨 ; 分散 染 料受 化 纤产 量 影响 继 续 保持 增 长 , 全 年产 量 22 . 6 万吨[ 1] 。 这两大类 染料 广泛应 用于 印染 行业 。 由于 对染 料的牢度性能要求愈来愈高 , 特别 是活性 染料染浅 色织物 的日 晒牢度和染深色织物的湿处理牢度( 水洗 牢度和 湿摩擦 牢度), 以及分散染料热迁移造成牢度的下降 , 已 成为业内 人士普 遍关 注的热点问题 。 解决这些问题将涉及 染料和 助剂的 开发选 用 、 印染工艺的合理化等 。 本文就此进行探讨 。 态 、纤维材料的性质和大气条件等因素有关 。