2.1.2冷軋堆染色的新型活性染料
冷軋堆染色是織物在低溫下浸軋染料和堿劑混合染液f通過比例泵分別將染液和堿劑打入浸軋槽),利用軋輥擠壓使染液吸附在織物表面,然后打卷,在低溫下堆置一定時間,完成吸附、擴(kuò)散、固著,最后水洗消除浮色。該工藝具有流程短、設(shè)備簡單、固著率高、透染性好,不存在染料泳移,洗滌方便,污水排放少等特點,它與軋-烘-軋-蒸工藝相比可節(jié)省能源40%左右,固著率高約30%。不過該工藝要求活性染料具有好的耐堿性(在濃堿和低溫條件下不析出1和中等以下的直接性。
2.1.2.1新型染料結(jié)構(gòu)
上述Anozol L型染料由于染料結(jié)構(gòu)的特點也適用于冷軋堆染色工藝,具有優(yōu)異的低溫上染性能、高固著率、優(yōu)異的色光穩(wěn)定性、各品種的親和性基本一致、高重現(xiàn)性、短的堆置時間、高效率、低的金屬離子敏感性等特點,現(xiàn)有6個品種。該染料含有乙烯砜活性基,其母體染料的結(jié)構(gòu)使得砜基對硫酸酯的影響減弱,因此酯基相對穩(wěn)定,在堿液中不易發(fā)生β-消除反應(yīng)而脫落。所以染料在堿液中比較穩(wěn)定,而且活性基的反應(yīng)性較強(qiáng),冷軋堆時的堆-置時間又短,減少了外界條件對染料的影響,提高了冷軋堆染色的重現(xiàn)性和色光穩(wěn)定性。據(jù)與傳統(tǒng)的兩浴汽蒸法進(jìn)行能耗相比較,以每千米布計算,固著堿劑用量為水玻璃8.1升、燒堿2.7升(傳統(tǒng)法:氯化鈉45公斤、純堿9公斤),染色和烘干的蒸汽用量減少1.5噸。不過目前在紗卡和高支高密面科上采用此種染料進(jìn)行冷軋堆染色時布面效果還有待提高。
Novacron C型染料也是近年開發(fā)的一種適用于棉織物冷軋堆染色工藝的優(yōu)異活性染料。它與纖維的直接性比較小.而且脂肪烴連結(jié)基的存在使得亞胺基氮原子的電負(fù)性減弱了砜基對硫酸脂基的影晌.此硫酸脂基相對比較穩(wěn)定,在堿液中不易發(fā)生β-消除反應(yīng)而脫落,所以在堿液中比較穩(wěn)定。另外,Levafix CA型染料具有中等親和性、高堿介質(zhì)溶解度、良好的耐堿性和優(yōu)異的凈洗性,分子結(jié)構(gòu)內(nèi)含有一氟均三嗪基,反應(yīng)性較強(qiáng),固著率可達(dá)90%.也是適用于冷軋堆等染色工藝的優(yōu)異染料。
2.1.2.2利用加和增效作用制成的染料混合物
根據(jù)一定的原理將不同結(jié)構(gòu)的活性染料按一定比例混合使用具有加和增效作用.能獲得更高的固著率、更好的耐堿性和在濃堿與低溫條件下的溶解度,適于冷軋堆染色工藝的要求,例如Remazol RGB系列染料是Dystar公司采用這種技術(shù)制得的一種耐堿性很好、適于冷軋堆染色的活性染料,它從2000年左右上市至今已有12個品種,包括黃、橙、紅、深紅、海軍藍(lán)和深黑等色譜,2007年推出的Remazol Deep BlackGWF是用于冷軋堆染色的深黑色活性染料.這種染料中除了Remazol Navy B1ue RGB是單一品種外.其余都是染料混合物.這些被拼混的組分單獨使用時不耐堿.當(dāng)按加和增效原理以一定比例拼混后耐堿性大大提高了,其中Remazol Red RGB是由Remazol Red 3BS(C.I活性紅2391和RemaZOl Red RB(C.I活性黃198)以一定比例拼混制成;Remazol Yellol RGB是由Remazol Yellol 3RS(C.I活性黃176)和ReinaZol Golden Yellol RNLl50%以一定比例拼混而成等[71。又如Sumifix Supra Red 2BF(C.I活性紅194)的堿性溶解度很小,當(dāng)用于冷軋堆染色時棉染色物上會出現(xiàn)許多色點.若將該染料與其間羥乙基砜硫酸酯基苯胺上的N-乙基化物以33.5:66.5的比例制成染料混合物,則大大提高了堿性溶解度和耐堿性,完全適用于棉的冷軋堆染色.
2.1.2.3采用高效分散劑制成耐堿性活性染料
活性染料是一種陰離子染料.在水溶液中通常不是以單分子狀態(tài)存在.而是形成有一定數(shù)量分子的聚集體和締和體,不僅降低了其在水中的溶解度.而且影響到其耐堿性.采用特殊的高效分散劑既可以提高其水中溶解度,還可達(dá)到耐堿的目的,Clariont公司的Drimarene CL-C系列染料就是采用這種技術(shù)制成,它適用于棉的冷軋堆染色.具有優(yōu)異的各種牢度、高固著率和可洗滌性.
2.2適于高固著率染色的新型活性染料
作為節(jié)能減排型活性染料的重要途徑之一,就是提高活性染料的固著率,可以說迄今活性染料的發(fā)展史.就是不斷提高其固著率的歷史,它們不僅能減少染色排水負(fù)荷,削減原材料而且能提高生產(chǎn)效率。為了提高活性染料的固著率,近年來各國研究最多或者說最有效的手段,是在染料分子中引入兩個異種或同種的活性基.從應(yīng)用時節(jié)能減排的角度考慮.特別是引入一鹵均三嗪基和乙烯砜基等兩個異種活性基,這是因為這種活性染料具有各個組成活性基的特性,如低的酸性水解率、高的酸性水解斷鍵穩(wěn)定性、優(yōu)良的可洗滌性、好的各項牢度和較小的吸盡率與固著率之差外,還具有兩個不同活性基之間的加和增效作用而產(chǎn)生的新特牲.如更好的耐硬性水解和過氧化物洗滌的能力、更高的固著率、更寬的染色溫度及更好的染色重現(xiàn)性.因此世界各主要染料公司都開發(fā)出這種新型活性染料供應(yīng)市場,例如Dystar公司開發(fā)的含有兩個活性基的新型活性染料kvafix CA具有90%的固著率、日本住友公司推向市場的Sumifix HF染料具有85%以上的固著率等。
在活性染料分子中引入三個及其以上的活性基.雖然從理論上分析應(yīng)當(dāng)獲得更高的固著率,但由于含多個活性基的染料的移染性和擴(kuò)散能力較差,不僅影響染料的固著,而且染料的提升性也會降低,不過近年的研究證明只要活性染料分子結(jié)構(gòu)設(shè)計得合理,含有3個活性基的染料也能具有高的固著率和優(yōu)異的提升性,例如Novacron S型染料是由2-3個發(fā)色體和2~3個活性基(其中含有1~2個乙烯砜基或β-羥乙基砜硫酸酯基)組成.與傳統(tǒng)的含有3個活性基的線性排列的染料不同,它們是平面排列,分子緊密有彈性,具有中等親和力、良好分散性、優(yōu)異水洗性,改進(jìn)了移染性,使得該種活性染料具有90%以上的固著率。研究和開發(fā)新活性基也是提高活性染料固著率的重要途徑,近年來研究了10多種新活性基,其中固著率可達(dá)到90%的活性基是一氰胺基均三嗪基.已形成為商品,其特點是受氰胺基中的強(qiáng)吸電子基氰基的影響。以及氰胺基較小的空間位阻作用.提高了均三嗪環(huán)上鹵素原子的活潑性和反應(yīng)速度,而且氰胺基中的亞胺基在堿液中被離子化形成富電子的陰負(fù)性氮,增加了在水中的溶解度,有利于浮色清除,提高了洗滌性.而且含有這種新活性基的染料對染色工藝參數(shù)波動的敏感性很小,能獲得良好的重現(xiàn)性。
此外.采用活性染料的加和增效作用也能獲得更高的固著率.例如Sumifix Supra Red 2BF用于吸盡染色的織物表面濃度為85%.其間羥乙基砜硫酸酯苯胺上的β-乙基化物用于吸盡染色的織物表面濃度僅20%.當(dāng)把它們以33.5:66.5的比例組成染料混合物用于吸盡染色,織物表面濃度可達(dá)到100%。
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