活性染料染色代用碱的配制与应用

活性染料染色代用碱的配制与应用院系：专业：班级：作者：学号：指导老师：活性染料染色代用碱的配制与应用长春工业大学纺织服装学院时路炫摘要:通过测定不同碱剂溶液的碱性，以筛选和配制活性染料染色代用碱，并应用于纯棉织物活性染料轧蒸法染色。

优化的代用碱剂组分为碳酸钾３５％、五水偏硅酸钠５０％、氢氧化钾８％和三乙醇胺７％。

以配制的代碱荆为活性染料染色的固色碱剂，其用量仅为纯碱的１／１０—１／７，染色织物得色量较高、固色效果较好、色光稳定，色牢度良好，且可以减少水洗次数。

关键词：染色；活性染料；代碱剂；棉织物前言：活性染料染色中常以纯碱作为固色剂，但存在用量大、易结块，以及因化料不彻底而堵塞滤网，造成织物色花、布面难洗净、布面和净洗液含碱量高等问题。

用代用碱剂替代纯碱作为活性染料染色固色剂，具有用量少、易清洗、洗后布面和废水ｐＨ值低等优点，有利于环境保护。

但是目前在代用碱的选用和配制方面系统性不强，没有统一的要求和规定，容易造成代用碱效果不一，固色效果不稳定，染色织物色变和色差较大等问题。

根据活性染料纯碱固色机理，作为活性染料的固色碱剂必须具备以下三个条件：①能使活性染料与纤维素纤维发生亲核取代或消除反应；②使染液的ｐＨ值在活性染料染色最佳ｐＨ值范围内；③缓冲能力、稳定性优良。

因此，代碱剂也应由三部分组成：供碱部分缓冲调节部分和添加剂组分。

本试验根据代用碱配制和应用的基本原理，通过测定不同碱剂及其复配溶液在不同条件下的碱性和ｐＨ值缓冲容量，以及轧碱汽蒸后布面PH值，与相同条件下纯碱的使用效果进行对比，以筛选碱剂和复配代用碱剂，并用于活性染料单色和拼色染色，评价其应用性能。

1 实验1.1 药品及仪器药品纯碱，氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钾，硅酸钠，磷酸三钠，五水偏硅酸钠，三乙醇胺，氯化钠；防染盐Ｓ，匀染剂ＢＦ8519，防泳移剂ＢＦ202；活性翠蓝ＢＥＳ，活性嫩黄Ｂ－４ＧＬＮ，活性大红ＢＥＳ，活性黑ＧＦＦ，活性红２ＢＦ，活性红３ＢＦ，活性藏青ＧＤ（成都科龙化工试剂厂）仪器ＰＨＳ－３Ｃ型酸度计（山东莱州电子仪器厂），ＨＮｌ０１－２数显鼓风干燥箱、Ｙ５７１Ｌ型染色摩擦色牢度仪（上海精宏实验设备有限公司），ＡＳ２－ＩＰＭ（ＫＡＳＥＮ）浸轧机（鹤山精湛染整设备厂有限公司），ＤａｔａｃｏｌｏｒＳＦ６００测色配色仪（Ｄａｔａｃｏｌｏｒ公司），ＺＮＨＷ－３型智能数显控温仪（上海鹏奕仪器有限公司）1.2 棉织物活性染料染色工艺流程浸轧染液（室温，一浸一轧，带液率９７％）＿烘干（100℃，2.5min）－浸轧固色液（一浸一轧，７０℃）＿汽蒸（１００—１０３℃，1—1.5min）＿冷水洗２道＿热水洗２道（７０一８０℃）一皂洗（皂洗剂用量：浅色３ｇ／Ｌ，中色４ｇ／Ｌ，深色５g/Ｌ，浴比1：30，90℃×2min）_热水洗1道（70-80℃）—冷水洗1道-烘干（110℃）轧染液处方／（ｇ／Ｌ）（１）单色染色染料１０（浅色）、２０（中色）、３０（深色）防泳移剂６匀染剂 1防染盐Ｓ 1（２）拼色染色染料X防泳移剂１０匀染剂１防染盐Ｓ４大红色活性大红．ＢＥＳ50g/L;灰色活性嫩黄Ｂ-４ＧＬＮ１５．６g/Ｌ，活性黑ＧＦＦ18.85ｇ／Ｌ，活性红２ＢＦ6.5ｇ／Ｌ；咖啡色活性嫩黄B-4GLN 39ｇ／Ｌ，活性红3ＢＦ8.112ｇ／Ｌ，活性藏青ＧＤ9.5ｇ／Ｌ。

固色液处方／（ｇ／Ｌ）染色深度浅色中色深色拼色氯化钠180 200 240 240防染盐S 5 5 5 6碳酸钠18 20 25 25氢氧化钠 3 5 5 3代用碱Y Y Y Y１.3测试方法(1)溶液ｐＨ值配制浓度为0.4365ｍｏｌ／Ｌ的盐酸溶液和100ｇ／Ｌ各种碱剂溶液。

分别取６０、５０、４０、３０、２０、１５、１０、５ｍＬ的碱剂溶液，用纯水稀释至100ｍＬ，用ＰＨＳ－３Ｃ型酸度计测定不同温度下的ｐＨ值。

（２）溶液ｐＨ值缓冲容量配置100Ml,20ｇ／Ｌ碱剂溶液，用0.4365盐酸溶液进行滴定，测试消耗盐酸量为0.7 1.0 1.2 2.0 2.6 3.0ｍＬ时溶液的ｐＨ值。

计算加酸前后的ＡｐＨ值。

以此代表缓冲容量。

（３）织物布面ｐＨ值取5×5CM织物室温浸轧碱剂溶液（碱液20ｇ/L,一浸一轧，带液率97％），110温度烘干，剪去1g织物放入100ｍＬ纯水中，９０℃清洗30min，清洗液冷却至室温，测定ｐＨ值. 以此值代表织物布面ｐＨ值。

（４）染色性能K/S值用DSF600电脑测色仪测定；耐摩擦色牢度参照GB/T3920——2008《纺织品色牢度实验耐摩擦色牢度》测定；耐皂洗色牢度参照GB/T3921------2008《纺织品色牢度实验耐皂洗色牢度》测定。

２结果与分析2.1 各类碱溶液的性能2.1.1 碱浓、温度对ｐＨ值的影响相同浓度下，碱溶液的ｐＨ值越高，这种碱的碱性越强。

不同浓度下，碱溶液ｐＨ值的变化越小，这种碱的碱性随浓度的变化越小，即碱性越稳定。

而温度对活性染料的上染与固色有很大影响，因此在碱剂选用时，还应考虑温度对碱溶液ｐＨ值的影响。

配置不同的碱溶液碱浓和温度对碱溶液ｐＨ值的影响分别见由图1 可知，各类碱溶液的ｐＨ值随碱浓的增加而增大，当碱浓高于15 ｇ／Ｌ后，溶液ｐＨ值逐渐趋于恒定。

除了碳酸钾溶液的ｐＨ值与纯碱溶液的较为相近外，同样浓度下，其它碱溶液的ｐＨ值比纯碱溶液的高。

由图２可知，碱溶液的ｐＨ值随温度的升高而减小。

这是因为电解质水溶液中同时存在Ｈ＋和ＯＨ一，由ｐＨ＝一ｌ球＋ｔｇ［ＯＨ一】可知，当温度一定时，［Ｈ＋］与［ＯＨ一］的乘积为一常数，［ＯＨ负］越高，ｐＨ值也就高；温度发生变化时，Ｋ值发生变化，一般为Ｋ值变大，碱溶液的ｐＨ值下降。

虽然温度对K值有影响，但在电离平衡中［ＯＨ一］的变化不是很大，因此随温度的升高。

碱溶液ｐＨ值平稳减小。

在本试验的温度范围内，各类碱溶液ｐＨ值的变化均在1个单位左右。

2.1.2 不同碱剂溶液的ｐＨ值缓冲容量配置不同的碱溶液，各碱溶液的ｐＨ值缓冲容量见图３。

有图3可知，氢氧化钾，五水偏硅酸钠和硅酸钠的PH值缓冲容量比纯碱的要高。

2.2 代用碱的配制及性能2.2.1 代用碱的配制综上分析，碳酸钾和氢氧化钾可作为代用碱的供碱部分；五水偏硅酸钠、硅酸钠可作为代用碱的ｐＨ值缓冲调节部分；而有机碱三乙醇胺分子质量大，具有一定的表面活性和ｐＨ值缓冲容量，易吸附在织物上，有利于染料的上染和固着，可作为代用碱的添加剂组分。

在综合考虑上述因素的基础上，设计了５种代用碱组合，其组成如表1所示。

2.2.2 代用碱的碱性按表1配制不同的代用碱溶液，碱浓、温度对碱溶液ｐＨ值的影响。

以及代用碱溶液的ｐＨ值缓冲能力分别见图４－６。

从图4和图5可以看出，在５种代用碱中，代碱剂1溶液的ｐＨ值较小，代碱剂４溶液的ｐＨ值最大，且５种代碱剂溶液的ｐＨ值均比纯碱的大，即５种代碱剂用量很低时就能达到纯碱用量较高时的碱性效果。

各种代碱剂溶液的ｐＨ值随碱浓和温度的变化趋势与纯碱溶液的非常接近，均随碱浓的增加而增加，随温度的升高而逐渐下降。

其中，在相同条件下达到相同碱性时，代碱剂４的用量最低。

由图6可知，所有代碱剂溶液的ｐＨ值缓冲能力都较纯碱好，其中ＡｐＨ值变化最小的是代用碱４，说明代碱剂的ｐＨ值缓冲容量均比碳酸钠好。

这是由于代用碱的缓冲能力比碳酸钠大，所以盐酸用量的增加对溶液中ＯＨ一浓度的影响小于碳酸钠。

2.2.3 代用碱的应用性能在活性染料轧蒸法染色工艺中，布面ｐＨ值是重要参数。

布面ｐＨ值过低，织物上所含有效固色碱量低，染料固色率低；布面ｐＨ值过高，染料易水解，不仅固色率低，而且易造成色变。

按1.3 节（3）测定布面ｐＨ值，结果见表2。

由表２可知，代碱剂４处理的织物布面ｐＨ值与纯碱最接近。

可以认为，代碱剂４是试验配制的最优的代用碱。

分别以纯碱和代碱剂４为碱剂．进行活性染料轧蒸法单色／拼色染色。

织物的染色性能见表３和表４。

由表3可知，单色染色时，随代碱剂４用量的减少，织物Ｋ／Ｓ值变小；代碱剂４用量较低时，就能达到纯碱的染色效果，且差异小，得色量稳定。

由表4可知，拼色染色时，代碱剂４的用量仅为纯碱用量的1／７，即能得满意的染色效果。

纯碱固色后，单色染色织物的耐皂洗色牢度为３—４级，耐摩擦色牢度为４—５级；代碱剂４固色织物的各项色牢度均能达到上述标准，且染中深色时的色牢度更优。

拼色染色时，以代碱剂４为固色碱剂，灰色织物的耐皂洗色牢度比纯碱固色的好，耐摩擦色牢度与纯碱固色的一致；大红和咖啡色织物的色牢度比纯碱固色的略差。

采用代碱剂４固色后，染色织物水洗残液的ｐＨ值较纯碱低，水洗３次后，残液ｐＨ值接近７（相同条件下纯碱水洗残液ｐＨ值均大于８）。

因此，以代碱剂４作为固色剂可减少水的用量。

3 结论（１）代用碱可以代替纯碱作为活性染料染色的固色碱剂，优化的代用碱剂组分为碳酸钾３５％、五水偏硅酸钠５０％、氢氧化钾８％和三乙醇胺７％。

（２）以自制的代碱剂为活性染料染色的固色碱剂，其用量仅为纯碱的１／１０一1／７，染色织物得色量较高、固色效果较好、色光稳定，色牢度良好，且可以减少水洗次数。

∞参考文献：［１］BELLA.Dye bath and method for reactive dyeing:US,5840084[P]. 1989-11-24［２］Kanetkar V R .Recent developments in reactivedyes[J].Colourage,2002,49(12):60-63[3] 崔浩然．复合碱荆在活性染料浸染中的应用［Ｊ】．印染，2008,34(24,22-24) ．［４］禚子瑜，张建波，董朝红，等．代用碱的配制及应用性能研究［Ｊ］．印染助剂。

2009（12）:19-23。

［５］范雪荣．纺织品染整工艺学（第二版）[ Ｍ］．中国纺织出版社。

２００６．[ 6 ]陈亮．活性染料固色用代碱剂的分析［Ｊ］．印染助剂，2006,23（9）：41-44.。