【集萃网观察】固色剂是印染行业中的重要助剂之一.[1]近年来,随着科学技术的发展,染整技术也得到了显著的提高,由于国际纺织贸易的扩大及人们生活水平、环保意识的提高,要求纺织品舒适、清洁、安全.自 20 世纪 70年代,德国首先推出“ 蓝色天使”计划后,世界上一些发达国家(日本、美国等)相继通过并实施有关法律、法规,规定了纺织品的各种指标.绿色纺织品要求在印染加工中禁止使用法规中所规定的致癌、致畸和生物降解性差和某些芳香胺中间体生产的染化料,同时也要求所使用的助剂不含重金属离子和不产生游离甲醛[2-4],也就是使用“ 绿色助剂”,无醛固色剂 KS 的开发及应用正符合此要求.固色剂 KS 是通过有机胺与环氧氯丙烷发生聚合反应,再用盐酸酸化得到固色剂 KS,它用于活性、直接、硫化染料染棉后的固色,能在染料与纤维间“ 架桥”形成化合物,即同时与染料分子反应,与纤维素纤维交联,形成高度多元化交联体系,使染料与纤维更牢固地结合,防止染料从纤维上脱落,提高了染色牢度.固色剂中的活性物质可以相互缩合,在纤维表面形成立体网状薄膜,把染料封闭,增加了布面的平滑度,减少摩擦系数并不容易磨破,进一步防止在湿摩擦过程中发生的染料溶胀、溶解、脱落,提高了湿摩擦牢度.
1 实验
1.1 材料与仪器
材料:平纹漂白纯棉织物;药品:有机胺、环氧氯丙烷,均为工业级,活性深蓝 EF- RGD133、直接绿 GnB(100%)、硫化黑(上海染料化工八厂),食盐、磷酸钠、硫化钠、元明粉、碳酸钠、尿素,均为分析纯,JFC、固色剂SL、固色剂 Y,均为市售.
仪器:磁力搅拌器,四口烧瓶,冷凝器,HHS- 2S 型恒温水浴锅,NM- 450 型轧车,R- 05 型热风烘燥机,干湿摩擦试验机.
1.2 反应式
1.3 固色剂 KS 的合成
在带有搅拌器的四口烧瓶中,装一回流冷凝器,先加入环氧氯丙烷搅拌,升温至 55 ℃,回流.在 2h内缓慢滴加有机胺溶液,并控制温度在 55 ̄60 ℃,加完后搅拌,再恒温反应 2 h,使缩合反应完全.然后将溶液冷却至 30 ℃以下,缓慢加入盐酸酸化,使 pH 值为 2,即制得固色剂 KS.
1.4 固色剂 KS 性状
外观:浅棕色粘稠液体;离子性:阳离子;溶解性:易溶于水;稳定性:在酸性递质中稳定,不耐碱,不耐高温,不耐冷冻.
1.5 棉布染色
1.5.1 活性染料
染色[活性深蓝 EF- RGD133 1%(owf),活性黄 EF-RD133 1%(owf),磷酸钠 10 g/L,浴比 40∶ ℃,15 min, 1,50加入氯化钠 20 g/L 促染,15 min]→固色(60 ̄65 ℃,加碱剂磷酸三钠固色 30 min)→水洗→皂洗→烘干.
1.5.2 直接染料
入染[直接绿 GnB1%(owf),40 ℃,浴比 40∶ 1,15 min]→染色(升温至 90 ℃,加入 NaCl 2 g/L,15 min,再加入NaCl 2 g/L,15 min)→降温水洗→烘干.
1.5.3 硫化染料
入染[硫化黑 20%(owf),硫化钠 20 g/L,浴比 40∶1,30 ̄40 ℃,15 min]→染色(升温至 90 ̄95 ℃,加元明粉10 g/L,45 min)→降温通风→皂洗(50 ℃)→水洗→烘干.
1.6 固色工艺流程
浸轧(固色剂 KS 用量 20 ̄35 g/L,JFC 用量 2 g/L,二浸二轧,轧余率 70%左右)→烘干(110 ℃)→焙烘(140 ̄150 ℃,1 ̄2 min).
1.7 色牢度测定
摩擦牢度:参照 GB/T3920- 97 印染布摩擦牢度试验方法测定染色整理织物的干、湿摩擦牢度,再按 GB251- 95 染色牢度沾色样卡规定目测并评级;皂洗牢度:参照 GB/T 3920- 97 印染皂洗牢度实验方法测定,然后按 GB 250- 95 变色用灰色样卡和 GB 251- 95 染色牢度沾色样卡规定目测并评级;刷洗牢度:参照 GB/T3920- 97 印染布刷洗牢度试验方法测定.
2 结果与讨论
2.1 固色剂对活性染料染色织物固色效果的影响
2.1.1 固色效果对比
不同固色剂对活性染料染色织物固色效果对比实验,见表 1.
从表 1 看出,不同固色剂对活性染料染色织物固色效果不同.固色后织物的摩擦牢度都有提高,且固色剂 KS 的固色效果优于其他固色剂.
2.1.2 固色剂用量
固色剂用量对活性染料染色织物的影响,见表 2.
从表 2 可以看出,固色剂 KS 对织物的干摩擦牢度提高不大,因为活性染料染色的织物本身干摩擦牢度就比较好.对湿摩擦牢度有较大的提高,主要是固色剂与纤维发生化学反应,通过共价键结合,使染料与纤维结合更牢固.同时染料分子的亲水性阴离子与固色剂阳离子结合,生成不溶性的盐,所以湿摩擦牢度有明显提高.固色剂 KS 的用量在 30 ̄35 g/L 时,对织物的固色效果在原样的基础上提高 1 级左右,再增加用量,固色效果没有显著的提高,所以综合考虑成本等各方面因素,确定固色剂的用量为 30 g/L.
2.2 固色剂对直接染料染色织物的固色效果
2.2.1 不同固色剂固色效果对比
不同固色剂对直接染料染色织物的固色效果对比,见表 3.
从表 3 可以看出,固色剂对直接染料染色织物的固色效果较为理想.固色后织物的色牢度均有提高,且固色剂 KS 的固色效果可以达到或优于其他固色剂,适合生产使用.
2.2.2 固色剂用量
固色剂用量对直接染料染色织物的效果,见表 4.
从表 4 可以看出,固色剂 KS 的用量不同,对直接染料染色织物固色效果也不同.从实验结果可以看出,固色剂用量在 30 ̄35 g/L 时,织物的湿摩擦牢度由原来的 2 级提高到 3-4 级,是比较理想的,同时其他色牢度也有所提高.确定固色剂的最佳用量为 30 g/L.
2.3 固色剂对硫化染料染色织物的固色效果
2.3.1 固色效果对比不同固色剂对硫化染料染色的固色对比,见表 5.
从表 5 可以看出,固色剂 KS 对硫化染色的织物的各项色牢度均有提高,各项性能已达到或优于同类产品,适合推广使用.
2.3.2 固色剂用量
固色剂用量对硫化染料染色织物的固色效果的影响,见表 6.
从表 6 可以看出,硫化染料本身湿摩擦牢度很差,当固色剂用量在 30~35 g/L 时,织物的色牢度均提高1级左右,证明固色剂 KS 对硫化染料也有一定的固色作用.但由于硫化染料的湿摩擦牢度本身就很差,加之本实验用的是硫化黑,即使经过固色也无法达到相对理想的固色效果,因此还有待进一步实验和研究.
3 结论
3.1 固色交联剂 KS 用于活性、直接、硫化染料染色织物的固色,可以节省大量染料,提高染料利用率.从固色效果对比可知,固色剂 KS 的固色效果已经达到或者超过已有固色剂 SL、固色剂 Y,有显著的固色效果.
3.2 整理工艺简单,使用方便,适合推广使用.固色剂的最佳用量为 30 g/L,浸轧固色剂,110 ℃烘干,140 ℃焙烘 90 s.
3.3 从固色后的牢度测试结果看出,织物的湿摩擦牢度活性染料从2级提高到3级,直接染料从2级提高到3-4级,硫化染料从 1 级提高到2-3级,对硫化染料,湿摩擦牢度虽然有很大提高,但还未达到国家标准,有待进一步研究.
3.4 可使活性、直接、硫化染料染色后织物的干摩擦牢度、皂洗牢度以及刷洗牢度得到一定程度的改善,能保持织物原有的色泽,不会引起色光变化.
3.5 在固色剂系列中,无醛固色交联剂 KS 具有安全性.它无毒、环保,能用常规工艺生产,成本低廉,是一种新型的、有开发潜力的固色剂.
参考文献:
[1] 陈 忻,袁毅桦,刘世华,等.无醛固色剂 L- CS 的研制与应[J].印染助剂,2004(4):73- 74.
[2] 黄茂福,杨玉琴.无醛固色剂的发展与目前现状[J].印染助剂,2002,19(4):1- 4.
[3] 唐育民.固色剂的发展概况评述[J染整技术,1999,21(5):19- 24.
[4] 姚庆才,徐根友,方 明,等.无甲醛高效固色剂的研制[J].丝绸,1999(4):40- 41.
来源: 印染在线 作者:周冬梅, 贺江平, 陆少峰( 西安工程科技学院, 陕西西安 710048 )
作者简介: 周冬梅( 1980-) , 女, 黑龙江伊春人, 在读硕士生, 主要从事印染助剂的开发以及染整新工艺、新技术的研究.