分散染料碱性染色用匀染剂M-228的开发及应用

前言涤纶的染色通常采用分散染料在弱酸性条件下进行，而涤纶在染色前的精练，碱减量以及染色后的皂煮和还原清洗均在碱性条件下进行，如精练不匀不充分，精练和碱减量后的水洗不充分，在酸性浴中染色时极易引起染色不匀。

由于染浴PH值的波动，会造成色光的变化，因而染色重现性差，另外，在酸性浴中染色时往往会析出未洗净的浆料，油剂，蜡质及涤纶的低聚物等沾污染色机内壁，造成染疵或擦伤织物，而碱性浴染色法是涤纶染色技术的新进展，它不仅可克服以上所述酸性染色法的不足之处，提高染色质量，而且还可以减少精练和碱减量后的水洗次数和时间；有时还可省略染色后的还原清洗，减少了工序，缩短了涤纶织物加工的总时间，从而可节省非常可观的水、电、汽等能源成本，并提高了生产效率。

据文献资料报道，碱性染色具有如下四大特点：(1)能进一步提高精练效果：由于合成纤维上带有较多的高熔点蜡、润滑油剂，用现有的精练方法难以完全去除残留的油剂、浆料等，因此易造成色花和染色不匀，而碱性染色时染浴为碱性，同时添加具有螯合及分散作用的碱性染色分散匀染剂，该匀染剂兼具有除油退浆效果．能有效改善前处理工序中洗涤不充分的问题．有利于染色工艺的合理性和简单化。

(2)可防止碱减量分散物残渣的再沾附：合纤织物欲得到柔软的手感，高的品质，则采用间歇式碱减量是比较理想的方法，但间歇式加工中织物呈绳状，内部洗涤效果差，其分解物、烧碱等难以被完全洗净。

致使工作液中的分散物残渣浓度越来越高．若在酸性浴中染色。

则分散物残渣容易析出造成色花。

而在碱性浴中染色时．其分解物残渣可溶于染浴中。

从而可防止碱减量分散物残渣的再沾附。

(3)可防止低聚物的凝聚：涤纶中存在部分环状直链低聚物，染色中这些低聚物向纤维表面转移。

脱落于染浴．在酸性染浴中低聚物和硬水中的大量钙、镁离子结合形成不溶性的凝聚物而沾附于织物或缸体上；而在碱性染浴中，由于低聚物可溶于碱性溶液中，不会引起染色的质量问题。

(4)可提高染色产品质量和染色的重现性：在酸性条件下染色时，涤纶织物表面带有粗涩感，而在碱性条件下则带有润滑感，因此在碱性浴染色中染色时，可减少在酸性染浴中易出现的起皱，擦伤擦痕等问题，而且还能赋予染色织物柔软的手感．从而提高染色产品的质量．同时．应用碱性染色分散匀染剂对染浴中PH值有极佳的缓冲能力，使染前染后PH值基本一致，有利于减少缸差，提高染色的重现性。

基于上述原因，涤纶针织物染色前一般需经过高温除油工序，而涤纶梭织物染色前则需经过精练、减量等工序。

这些工序都需在碱性条件下进行，其染后的还原清洗亦是在碱性条件下完成。

因此．本公司开发具有除油精练、螯合分散，PH缓冲、匀染和净洗等功能的新型碱性分散匀染剂M-228．可使整个加工过程均在碱性条件下完成，不但简化了染色工艺，而且可使整个工艺更趋合理，染色产品的质量更易控制。

由于缩短了工艺流程，人工、水电、蒸汽、化学品的消耗也相应减少，降低了染色成本，实现了节能减排。

1．试验1．1材料与药品材料：纯涤纶织物药品：高温匀染剂(酸性浴用)、碱性匀染剂M一228(染液中加入碱性匀染剂2-3g／L，可使染浴PH值恒定在9．5左右)、醋酸、氢氧化钠、分散剂NNO、净洗剂209、纯碱、保险粉(以上均为工业级)；二氯甲烷(化学纯)。

染料：选择耐碱PH值9—10的分散染料，国产染料：分散红FB／3B、分散黄RGFL、分散蓝2BLN等(均为市售商品)；国外染料：AC—E(红、黄、蓝)(德国DyStar公司生产的碱性染色分散染料三原色)。

1．2试验仪器红外线试色机(Rapid公司)，722S分光光度计(上海精密科学仪器公司)，SF600X电脑测配色仪(美国Datacolor公司)，Y571A型摩擦色牢度测试仪，SW24A型耐洗色牢度仪。

1．3染色工艺处方及流程1．3．1传统染色工艺染色处方：分散染料x％(o．W．f)高温匀染剂1-2 g／L冰醋酸适量(调PH为5-6)浴比1：30还原清洗处方：85％保险粉3 g／L36°Be／氢氧化钠3．5 ml／L净洗剂209 10 g／L浴比1：30染色工艺：1.3．2碱性浴染色工艺染色处方：分散染料x％(o．w．f)碱性匀染剂(M一228) 1．5～2 g／L(调PH为9~10)浴比1：30染色工艺：1．4测试1．4．1测色将染色织物在D65光源下，用日立330分光光度计测色，在400～700nm范围内，每隔20nm测一反射率，计算三刺激值X、Y、Z，并由CIEl976L*a*b*表色系统计算染色试样的明度*、彩度C*和色相角H*。

1．4．2表面色泽均匀性(匀染性)染色后在同一块织物上任取8个点，测定最大吸收波长下的K／S值，按式(1)计算标准偏差S：式中：n为测量点数。

S值越小，色泽均匀度越好。

1．4．3上染率用N，N-二甲基甲酰胺溶解残液和原液中的分散染料，定容后，在染料的最大吸收波长处测定染液的吸光度，按式(2)计算染料上染百分率：上染率=(1-A残／A原)x100％（2）式中：A残--染色残液的吸光度：A原--空白染液的吸光度1．4．4色牢度耐摩擦色牢度按GB／T 3920一1997《纺织品色牢度试验耐摩擦色牢度》测试。

耐洗色牢度按GB／T 3921．1—1997《纺织品色牢度试验耐洗色牢度试验1》测试。

1．4．5移染性将相同重量的染色织物与未染色织物同浴处理，处理条件同染色，但不加染料。

分别测定处理后染色样与未染色样的色差值△E，按下式计算移染率(IM)。

移染率：IM=100△E1／△E2(％)其中△E1、△E2分别为未染色和染色织物经移染试验后的色差值。

IM值越大移染性越好。

1．4．6 日晒／汗渍／熨烫牢度日晒牢度按GB8429—87方法；汗渍牢度按GB3922—95方法；熨烫牢度按GB7069—78方法。

2．结果与讨论2．1 碱性匀染剂M一228的主要物理指标碱性匀染剂M一228的主要物理指标如表1所示：表1 碱性匀染剂M一228的主要物理指标2．2碱性匀染剂M一228对染浴PH值的稳定作用碱性匀染剂M一228是适应分散染料碱性浴染色而开发的一种专用助剂，在染色过程中，碱性匀染剂不仅对染色起到匀染作用，而且能稳定染浴的PH值，使染浴的PH值在染色前后变化较小，提高了染色的重现性。

碱性浴染色的起始染浴PH值一般在9．0～10．0之间，PH值较高，辅助精练效果和齐聚物的去除率较好。

添加碱性匀染剂M一228的染色过程中染浴PH的变化如表2所示：表2染色过程中染浴PH的变化表2结果表明：在染色过程中，染浴的PH值变化较小。

说明所用碱性匀染剂M一228具有PH值缓冲作用．对染浴PH值的稳定作用较好。

2．3碱性匀染剂M-228对纤维染色的移染性的影响从理论上讲，移染有界面移染和全过程移染两种途径，当染料被吸附在纤维表面，还未扩散到纤维内部时，从纤维表面解吸下来，再通过染液重新被吸附上纤维，这种途径称为界面移染。

扩散到纤维内部的染料，重新分散到纤维表面，再解析到染液中，然后重新被吸附到纤维，这种途径称为全过程移染。

对于不同的染料，由于结构不同，与纤维问的作用力不同，使得移染性有所不同。

表3、表4分别为普通分散染料与AC—E型分散染料在酸、碱浴中染色的移染率IM值。

表3 普通型分散染料酸、碱性浴下的移染率lM(％)表4 AG-E型分散染料酸、碱性浴下的移染率IM(％)注：△E为以自布为标准样染色布的色差值。

表3和表4结果表明：各种染料碱性浴染色的IM值均大于酸性浴染色的IM值，说明碱性浴染色的匀染性好于酸性浴染色的匀染性。

这是因为在高温碱性条件下。

部分分散染料发生离子化反应，而无法上染涤纶纤维，从而使分散染料的上染速率下降，匀染性得到提高。

另外，在高温碱性条件下，纤维的齐聚物和残留在纤维上的浆料的溶解度就会增大，降低了染料凝聚可能性。

利于染料匀染。

对于AC—E分散染料的移染率略好于普通型分散染料。

2．4碱性和酸性浴染色后沾附在涤纶上的低聚物含量比较在其它条件不变的情况下，以碱性匀染剂M一228用量1．5g／L，分散红3B为2％owf。

对涤纶织物染色处理后，与相同染料浓度下常规工艺条件下染得涤纶织物，用二氯甲烷萃取低聚物的量，测得结果如表5所示。

表5碱性和酸性浴染色后涤纶纤维上的低聚物含量比较由表5结果可观，碱性染色工艺比酸性染色工艺处理后织物上低聚物的含量大大降低。

未染色的织物低聚含量也比酸性染色的低聚物含量低，这可能由于它未经高温处理，其低聚物较难从纤维中溶出来。

在纤维染色过程中，低聚物不断地析出，扩散进入染浴中，由于低聚物在中性或酸性条件下微溶于水，沉积在织物表面，结果造成染色后织物的外观病疵。

而涤纶低聚物在碱性浴中有一定的水解作用。

其水解产物在碱性液中溶解度较高，染色后可以直接处理，从而减少了织物的吸附沾污及环境污染。

2．5普通分散染料和碱性分散染料三原色的相容性比较普通分散染料和碱性分散染料三原色的相容性分别如图1和图2所示。

图1 普通分散染料三原色的相容性图2碱性分散染料三原色的相容性由图l可观，普通分散染料三原色上染速率有明显高低．在上染过程中不是一直同步上染的。

在低于100℃的染色阶段基本上同步上染：而高于100℃以后．上染速率开始有明显差异。

RGFL黄和2BLN蓝在接近130℃时，上染率趋于最大值约93．8％，3B红最大得色率只有82．1％。

因此，这三只传统的分散染料三原色的相容性并不是最佳的．从图2曲线可以看出，碱性分散染料三原色在接近120℃时上染率都达到最大值。

在上染过程中上染曲线接近，基本上是同步上染．具有良好的相容性。

2．6普通分散染料和碱性分散染料的匀染性及对PH值的敏感性对比将普通染色和碱性染色的匀染性标准偏差S值作比较，结果如表6所示。

表6结果表明．碱性染色的分散染料三原色S值较小．匀染性能比普通分散染料三原色好．此外．在染浴pH值为5．0和9．5时分别作试验，结果碱性染色的分散染料三原色PH值在5．0—9．5之间，色光无变化，相反普通染色的分散染料三原色PH值>7．5时，色光就开始有变化。

碱性染色时，常加入碱性匀染剂(在分散染料匀染剂中加入PH稳定剂)来调节染浴PH值为9．5左右，碱性匀染剂加入染浴后，一方面可使染浴偏碱性，同时又能稳定PH值在9．5左右，起到缓冲作用，防止染浴PH值过高、碱性太强而造成涤纶织物的损伤。

表6 普通分散染料和碱性分散染料的匀染性及对PH值的敏感性对比2．7分散染料在酸性和碱性浴中染色后的色牢度对比分散染料在酸性和碱性浴中染色后的色牢度对比如表7所示。

表7分散染料在酸性和碱性浴中染色后的色牢度对比表7结果可观，干摩擦牢度、湿摩擦牢度、熨烫牢度在酸碱性条件下染色都没有变化，均是5级。

对于升华牢度，AC—E型分散染料基本不变，普通型分散染料各低一级。