活性染料SEFR值测试与配伍性能研究

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印 染 (2002 No. 3) www. cdfn. com. cn
图 1 1 % 活性艳蓝 KN 2R 上染固色曲线[7]
叙 词: 浸染 活性染料 上染率 固色率 配伍性 中图分类号: TS193151
1 前言
众多的活性染料对织物的亲和力有所不同, 易产 生吸附上染比例变化而造成色差, 从而产生配伍问 题[1]。 但活性染料迄今还没有找到像阳离子染料那样 的一套标准的染料配伍值, 用于对拼色效果作出判断。 如何选择染料进行组合是拼色工作者经常遇到并急需 解决的问题。 目前大多数厂家依靠染料生产厂家提供 的资料而选择染料组合, 或者通过生产实践来确定。但 这些做法缺少主动性和系统性。 前者因染色条件不同 可能与染料厂家提供的情况有出入, 有时还会因得不 到染料厂家提供的资料而无从下手; 后者则盲目性较 大从而造成不必要的损失和浪费。 因此有必要选择和 确定一些简单易行的实验方法, 来判断活性染料的配 伍性[2 ]。
加入碱剂后上染百分率的提高程度主要取决于染 料的直接性。 直接性高的在未加入碱剂前已有很高的 上染百分率, 染液中平衡存在的染料较少, 所以加入碱 剂后打破平衡再上染的染料匀染性很差。
因此浸染选用染料应考虑以下一些因素: 匀染性、 重现性和相容性、固色率和固色效率、坚牢度、易洗除 性、色泽鲜艳、染色工艺简单或容易控制。 2. 3 S、E、F、R 值测试原理
2 B
(在 ΚYm ax 处) 和 K R3、K Y3、
K
3 B
(在 ΚB m ax 处)
(4) 计算混合染液中染料的浓度 CR、C Y、CB 将上
吸光度, 计算出固色率。 以上染率或固色率为纵坐标,
时间为横坐标作图, 得到上染曲线和固色曲线。
染料 盐 30℃ ↓ ↓
碱 ↓ 织物 ↓ ↓↓↓ ↓
5m in 5m in 10m in10m in ①②③ ④
80℃ ↓↓↓ ↓ ↓ 5m in 5m in 10m in20m in20m in ⑤⑥⑦ ⑧ ⑨
为了获得良好的固色率和匀染效果。 以往活性染 料的浸染工艺基本上是采用在近中性条件下吸附上染 (上染阶段) , 待达到吸附平衡和均匀吸附后再加碱剂, 以提高染液 pH 值加快固色速率, 这样不但可获得高 的固色率, 而且有良好匀染和透染效果。
上染后固色两阶段的上染曲线如图 1 所示。 在未 加纯碱的前 30 m in, 染料吸附已接近平衡, 且上染百分 率一般不太高, 此时与纤维共价结合的染料量很少, 几 乎可看作是零; 加入纯碱后, 由于提高了染液 pH 值, 使纤维阴离子浓度迅速增加, 固色百分率迅速提高。随 着固色率的增加, 纤维的上染百分率 (吸附和固色染料 的总和) 也相应迅速增加, 其原因是由于吸附在纤维上 的染料与纤维素分子共价结合后打破了吸附平衡, 纤 维上染料的解吸速率减慢, 因而又有部分染料上染纤 维, 并与纤维分子发生共价结合。上染百分率始终高于 固色百分率, 是由于在固色的同时, 染料还发生水解, 部分水解染料也吸附在纤维上的缘故。 一些直接性较 低而又带较多负电荷的染料, 在加入碱剂的很短时间 内, 上染百分率还会暂时降低, 然后随固色率增加又迅 速增加。其原因是由于 pH 值提高后, 染料溶解度及纤 维素羟基离解度均增加。纤维带较多负电荷, 染料阴离 子较难上染。一些在碱性溶液中断键牢度差的染料, 其 固色曲线和上染曲线在染色后期会随时间的延长而下 降, 是由于键合的染料发生水解断键, 并解吸到染液中 的关系。
分别配制 A、B 两个相同的染浴, 放入同一水浴 中, A 染浴不加入试样, 但其操作均按 B 染液规定。 当
B 染液中的试样开始皂煮时也向A 染浴中加入相同数
量的净洗剂。10 m in 后, 取出A 染浴并冷却至室温, 然 后稀释至一定体积, 在其最大吸收波长处测定吸光度
AA 。
B 染浴加入试样, 按规定条件染色, 染毕取出试样
为 0, 其染色工艺如下:
染料, % (ow f) 1
元明粉, g L
40
纯碱, g L
15
工艺条件
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活性染料 SEFR 值测试与配伍性能研究
2 理论部分
2. 1 反应机理 本专题研究的活性染为双活性基的新型 B 型染
料。B 型活性染料含有两个不同的活性基官能团, 其基 本结构为[3 ]:
Cl
D NH
NH
SO 2CH 2CH 2O SO 3N a
该类染料以一氯均三嗪为连接基, 在染料母体上
引入了乙基砜硫酸酯基团。 因该类染料含有两个活性
基团, 当一个活性基水解失去反应能力后, 另一个活性
30×30 80×60 1∶20
按照上述处方进行染色和固色, 在不同时间内取
出样品测定染浴的吸光度。 各样品取出的时间可参考
图 3。
染料 盐 30℃ ↓ ↓
碱 ↓ 织物 ↓ ↓↓ ↓
5m in 10m in10m in ①② ③
80℃ ↓↓ ↓ 5m in 10m in20m in ④⑤ ⑥
的 浓 度 为 CR、C Y、CB , 在 三 只 染 料 的 最 大 吸 收 波 长 Κ 、Κ 、Κ Rm ax Ym ax B m ax 处, 混 合 染 料 吸 光 度 为 A 、A Rm ax 、 Ym ax 。 A B m ax
料量占总量的百分率;
V A ——A 染浴冲稀后的体积; A A ——A 染浴冲稀后的吸光度;
V B ——B 染浴冲稀后的体积;
A B ——B 染浴冲稀后的吸光度。
3. 2. 3 S、E、F、R 值的测试
将待选择的活性染料配成溶液后测定其最大吸收
峰。 再取一定的染料浓度 (4 g L ) 配成 10 个相同的染 浴, 并编号, 其中一个为空白染浴, 即不加入织物编号
图 2 上染曲线和固色曲线的取点时间[2]
如前所述:
S 值 加碱前的上染率, 一般为加盐 30m in 后的
上染率;
E 值 加碱剂后的最终上染率;
F 值 皂煮后的最终固色值; R 值 (固色速率) 用加碱剂 10 m in 后的固色率。
可从上染曲线和固色曲线得到 S、E、F、R 值。
3. 2. 4 拼色实验方法
基仍可与纤维发生反应, 提高了染料与纤维的反应几
率, 且分子中的乙烯砜基和一氯均三嗪存在互补性, 能
同时发挥两类活性基的长处。所以, 该类染料的固色率
较传统活性染料高, 而且染料稳定性好, 对工艺条件的
变化适应弹性大。
2. 2 碱剂固色分析[4～ 6 ]
活性染料染棉时, 首先发生吸附和扩散, 所不同的 是, 在一定条件下 (如碱性或高温) , 还会发生固色和水 解反应。染料固色后则失去扩散能力, 水解后虽可继续 发生吸附和扩散, 但失去与纤维共价结合的能力, 染后 必须充分洗去。染料在未固色前会发生水解, 即使与纤 维分子共价结合后, 也会发生水解断键, 生成水解染 料, 特别是在染色后期。
水洗、皂煮 (净洗剂 2 g L , 93～ 95 ℃, 10 m in, 浴比 25 ∶1)、水洗。然后将洗涤液、皂煮液和染色残液合并, 稀
释至一定体积, 在其最大吸收波长处测定吸光度 A B 。 固色率计算:
固色率= 100 % - X
X = A BV B A AV A ×100 %
式中: X —— 染色残液 (色括洗涤液、皂煮液) 中的染
根据在多组分体系中, 吸光度具有加和性得:
A Rm ax =
K
1 R
bC
R
+
K
1 Y
bC
Y
+
K
1 B
bC
B
(在 ΚRm ax
处)
A Ym ax =
K
2 R
bC
R
+
K
2 Y
bC
Y
+
K
2 B
bCB
(在
ΚR m ax
处)
A B m ax =
K
3 R
bC
R
+
K
3 Y
bC
Y
+
K
3 B
bC
B
(在 ΚRm ax
处)
大吸收波长测定容量瓶中染液的吸光度A 。染料在纤
维上的吸附百分率为:
吸附百分率= (1 - A nN n A 0N 0) × 100 ◊
式中: A n ——残液的吸光度; N n ——空白染液的吸光度;
A 0 ——残液的稀释倍数;
N 0 ——空白染液的稀释倍数。
3. 2. 2 固色率的测定方法[11 ]
为了比较活性染料的各项性能, 提出了 S、E、F、R 值的概念[8]。所谓 S、E、F、R 值就是浸染时用数值表示 活性染料的染色性质, 它们是从两阶段染色的上染、固 色曲线求得的。 其定义为:
S 值: 直接性值, 添加盐后的吸附值; E 值: 吸尽值, 加碱剂后的最终吸附值; F 值: 固色值, 皂煮后的固色值; R 值: 固色速率, 加碱 10 m in 的固色速率[9]。
活性染料 SEFR 值测试与配伍性能研究
印 染 (2002 No. 3)
活性染料 SEFR 值测试与配伍性能研究
尹 宇 王春梅 西 安 工 程 科 技 学 院 (710048)
吴国宾
泰兴市锦鸡染料有限公司 (225404)
摘 要 在众多的活性染料中, 如何选择染料拼色且达到预期的染色效果, 是目前印染厂最为关注的。 活性染料的染 色特征值 (S、E、F、R ) 为活性染料的应用提供了可靠的参考依据。 本文采用测定 S、E、F、R 值法来评价活性染料的配伍性。 在实验中选择B 型染料, 按一定的工艺处方浸染纯棉织物, 测定各染料 S、E、F、R 值。通过测试出的 S、E、F、R 值选择一些 染料进行组合和拼色研究。