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印染物的防沾污皂洗

浙江紡織服裝學(xué)院染整技術(shù)研究所 作者：夏建明

摘要：活性染料印染物色牢度不佳一般與印染色后的清洗不徹底有關(guān)，而消費(fèi)者對(duì)活性染料印染物的色牢度要求越來(lái)越高。本文將探討經(jīng)濟(jì)有效的防沾污皂洗問(wèn)題。

1.前言

由于活性染料具有色譜齊全，拼色容易，色澤鮮艷，價(jià)格低廉，工藝簡(jiǎn)單，各項(xiàng)牢度較好等優(yōu)點(diǎn)，因此，活性染料被廣泛用于纖維素等纖維的印染加工。采用活性染料進(jìn)行染色、印花加工已占相當(dāng)大的比重。

由于在染色過(guò)程中，染液中有許多未上染固色的染料、水解染料、堿劑以及其他化學(xué)物質(zhì)，必須要經(jīng)過(guò)多道水洗和皂洗，來(lái)洗除這部分雜質(zhì)，提高織物的色澤鮮艷度、色牢度和潔凈度，這樣才能符合產(chǎn)品要求。

活性染料印花未固著染料大概有3O％左右。連同印花糊料必須從織物上洗下來(lái)，洗下來(lái)的腳水仍然會(huì)沾染到印花織物上，使花紋處的染色牢度下降，使無(wú)花紋處的白地沾污，因此對(duì)洗滌劑要加以選擇，防白地沾污洗滌劑保證能將臟物徹底洗下來(lái),并使洗下來(lái)的所有臟物都不再沾染到織物上去。

對(duì)活性染料來(lái)說(shuō)，發(fā)展非常迅速。通過(guò)國(guó)內(nèi)外科技人員的長(zhǎng)年艱苦努力，活性染料的各種應(yīng)用技術(shù)、生產(chǎn)管理、染料廢水控制和處理技術(shù)等已被不斷開發(fā)。本文將著重點(diǎn)討論活性染料印花、染色過(guò)程中的防沾污皂洗工藝。

2.活性染料印染物的防沾污皂洗研究動(dòng)向

活性染料含有一個(gè)或多個(gè)官能基團(tuán)的反應(yīng)基，種類繁多，化學(xué)結(jié)構(gòu)多樣，因此，反應(yīng)效率也各不相同。但是，這些不同類型的活性染料有一個(gè)共同之處就是在染色時(shí)不能完全與纖維素纖維反應(yīng)。在印染、汽蒸處理后，纖維中含有：

1）已反應(yīng)結(jié)合的活性染料；

2）未固著的活性染料；

3）堿(酸)、水作用產(chǎn)生的水解染料。

4）殘余助劑

它們與染色時(shí)pH值的大小、溫度高低及時(shí)間長(zhǎng)有關(guān)，一般可通過(guò)皂洗來(lái)解決。

在高溫堿性染色浴和洗滌浴中易出現(xiàn)活性染料-纖維鍵合不穩(wěn)定而斷鍵的現(xiàn)象，染料本身也會(huì)水解，由于所產(chǎn)生的水解染料持有很大的親和力，因此易引

未固著的染料或水解染料一般很難清洗干凈，容易導(dǎo)致諸如滲色、白地沾污、再沾污以及濕牢度和洗滌牢度不佳等問(wèn)題。因此，用于清洗活性染料的皂洗劑必須具有強(qiáng)力的洗滌力和強(qiáng)力的防止再沾污的功能。

活性染料的皂洗技術(shù)研究在國(guó)內(nèi)外都非?；钴S。技術(shù)人員通常用模擬裝置，按正式生產(chǎn)流程進(jìn)行處理后，測(cè)試脫落在各槽中的染料含量，熱~冷清洗溫度、時(shí)間和速度，分析各種影響因素與染料（浮色）去除率的關(guān)系。

最近的研究熱點(diǎn)：1)節(jié)能、節(jié)水、省時(shí)；2)合理、簡(jiǎn)單的生產(chǎn)流程和操作(比如小浴比短時(shí)間的清洗)；3)低成本，4)減少?gòu)U水處理量、環(huán)保合理化等。

Luttringer的研究認(rèn)為單官能基團(tuán)和雙官能基團(tuán)活性染料連續(xù)皂洗處理時(shí)的溫差造成的洗滌性不同【1】【4】，高親和性未固著染料和水解染料宜采用熱水漂洗【3】；pH值、鹽濃度以及流量比與皂洗效果均有密切的關(guān)系。Aspland的研究認(rèn)為洗滌高親和性成分時(shí)，用熱水洗滌可獲較佳效果，但是會(huì)引起色相變化。溫度或pH值不當(dāng)會(huì)引起水解反應(yīng)【2】。Thomsen的研究認(rèn)為50%的高親和性水解染料在高溫漂洗(95~70℃)時(shí)被洗脫。G.L.Bhalla的研究認(rèn)為用雙分子親核取代反應(yīng)造成了堿性皂洗時(shí)的染料堿性水解、染料的重排反應(yīng)及部分鍵合現(xiàn)象等。小谷等的研究闡述了最佳洗滌條件；兼有防止白地沾污性能的皂洗劑的應(yīng)用技術(shù)【6】。這些研究都給活性染料防止沾污性能皂洗劑的開發(fā)提供了依據(jù)。

3、防沾污皂洗劑的作用

活性染料染色或印花織物固色后，必須經(jīng)過(guò)水洗和皂洗，以去除浮色、糊料及助劑。防沾污劑的作用有：

3.1 凈洗時(shí)，對(duì)織物表面浮色有定向吸附作用；

3.2 通過(guò)降低界面張力，滲透入未固著染料和纖維之間，削弱未固著染料在纖維上的附著力；

3.3 通過(guò)機(jī)械作用使未固著染料從纖維上脫落；

3.4 若防沾污劑與浮色染料的親和性大于纖維對(duì)浮色染料的親和性，且具有膠體性質(zhì)，則防

4.5 防沾污劑的強(qiáng)力絡(luò)合、分散力使浮色染料分散在水洗液中而不重新沾污纖維；

4.6 防沾污劑的弱陽(yáng)離子與浮色染料陰離子結(jié)合，而使浮色染料不重新沾污纖維；

4.7 防沾污劑處理后防止沾污和織物的耐洗滌牢度俱佳。

4.活性染料用防沾污皂洗劑的原料

皂洗的主要目的是為了去除未固著的染料和水解染料。想重點(diǎn)清洗未固著的染料時(shí)可用高溫進(jìn)行皂洗處理，但是，同時(shí)也會(huì)引起染料向織物內(nèi)部擴(kuò)散、滲透等負(fù)面效果。

此外，染料濃度越高，糊料吸附量就越大，染料、糊料與纖維的親和力越大，就越不易徹底洗清。因此，必須選用能防止再沾污的高效的皂洗劑進(jìn)行皂洗處理。

市場(chǎng)上再沾污的皂洗劑產(chǎn)品已比比皆是，但效果不一，關(guān)鍵是皂洗劑的原料及化學(xué)組成。目前原料有：

4.l 防止再吸附和沾色，防止染料轉(zhuǎn)移。

4.l.l 吸附染料粒子型

如鋁硅酸鹽的堿金屬鹽:Zn16AI2(OH)35CI2*H20Mg8AI2(OH)16(NO3)2*H20

4.l.2 防止染料轉(zhuǎn)移,聚合物型：

如PVP與1－乙烯基咪脞及二甲胺基乙基甲基丙烯酸脂的共聚物。

聚乙烯吡咯烷酮(PVP)是乙烯吡咯烷酮的均聚物，分子量從幾萬(wàn)到數(shù)十萬(wàn)，高分子量的PVP是用作還原染料兩相法印花用的原糊，遇堿能凝固。分子量較低的PVP可用作包埋染料及臟物的防沾污劑，因?yàn)檫量┩橥肿佑蠧-0基和-N—H基團(tuán)，能與染料及其它物質(zhì)形成氫鍵而吸附染料，從而可以用作防沾污劑。它的防沾污能力大于丙烯酸，但價(jià)格很貴。PVP與1－乙烯基咪脞及二甲胺基乙基甲基丙烯酸脂的共聚物的防沾污效果比PVP顯著。

4.l.2 防止染料轉(zhuǎn)移,聚合物、化學(xué)藥品并用型

如聚胺乙撐亞胺聚合物及乙醇－丙二醇和非離子活性劑。

4.2 未固著染料的脫落凈洗。

4.2.l 表面活性劑型：凈洗、分散、防止沾色。

如β

4.2.2 聚合物型：

如有機(jī)膦酸鹽、亞甲基磷酸五鈉、聚丙烯酸、馬耒酸-丙烯酸共聚物等。

聚丙烯酸類是以丙烯酸為主體的共聚物，分子是≤800的低分子量PAA用作水處理劑，1000-5000用作分散劑，2-10萬(wàn)的用作洗滌劑，10萬(wàn)以上到千萬(wàn)的用作增稠劑，千萬(wàn)到億的用作增稠劑和絮凝劑，分子量大于億的則不溶于水，在水中溶脹而生成水凝膠，用作吸水劑。它所以能作為洗滌劑是因?yàn)樗染哂序献饔?，可使金屬離子絡(luò)合而不致影響到染料洗滌。它也有表面活性作用，是高分子表面活性劑中一種，同時(shí)它又能與染料形成氫鍵而吸附染料，有包埋染料的作用，這些綜合作用便能使印花布凈洗而又防止其再沾污。但其螯合能力較小，鈣螯合力≤200mg/g，鐵螯合力≤80mg/g。它能被懸浮的顆粒吸附，吸附后使顆粒表靣具有雙電層，使顆粒碰撞時(shí)產(chǎn)生靜電斥力，避免顆粒聚集成大顆粒，簡(jiǎn)接地起到分散作用。PAA的分散性能是最優(yōu)良的，而最佳分子量以2000-5000范圍為宜。在濃度為20ppm時(shí)其分散效率可達(dá)93%，最佳添加量為18.5mg/L。PAA有全酸型、半納型和全鈉型，可根據(jù)使用介質(zhì)的pH選用。

馬/丙共聚物因滴加方法不同有嵌段和接近均聚物的產(chǎn)品，其性能有差異，以小嵌段的產(chǎn)品效果較好。同時(shí)因配比不同性能差異很大。一般地說(shuō)，丙烯酸含量越高，共聚物的分散能力越好，而馬耒酸含量提高，它的螯合力隨之提升。因此可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)它的配比組分?？偟膩?lái)說(shuō)，馬/丙具有很好的螯合和分散能力，它對(duì)鈣鎂離子的絡(luò)合力強(qiáng)于鐵離子。很適合于染色時(shí)使用。也可以與泡沸石復(fù)配以取代三聚磷酸納用于凈洗，可提高洗滌效果。也可用于前處理和印花漿，以及樹脂整理浴中。

4.2.3 化學(xué)型

5.活性染料用皂洗劑系列

5.1 活性染料用皂洗劑必須具備以下特點(diǎn)：

1、不受水質(zhì)影響

2、不受溫度條件影響(低溫條件效果也良好)；

3、不會(huì)引起變退色；

4、使未固著的染料處于更易脫落狀態(tài)，能促進(jìn)被洗脫染料的擴(kuò)散、分散和溶解。

5、去除能力強(qiáng)，有效防止脫落染料的再沾污。

6、高效清除部分沾污。去污和防止再沾污的能力強(qiáng)。

7、具備了省時(shí)高效、小浴比、防止脫落染料再沾污、節(jié)省漂洗次數(shù)、低或無(wú)起泡現(xiàn)象。

5.2 舉例：（本研究所研制的防沾污皂洗劑JM系列）

6、測(cè)定防沾污洗滌劑效果的方法

（其他公司產(chǎn)品與自己研制的產(chǎn)品以市場(chǎng)價(jià)在相同成本使用量下對(duì)比）

6.1 將一塊染色后或印花汽蒸后未洗滌的織物與一塊白布放入防沾污洗滌劑的洗液中進(jìn)行洗滌，洗后對(duì)比白布是否沾色以及測(cè)定染色或印花布的皂洗牢度，并以普通洗滌劑的洗液作對(duì)比試驗(yàn)，凡染色牢度比普通洗滌劑有顯著提高、白布不會(huì)沾色的其防沾污能力就好。

6.2 染色、皂洗后的色牢度試驗(yàn)(染料的滲化)

棉布染色(染料如C.I.ReactiveBlack5)→皂洗(80℃×10min)→烘干→沾色白布縫合(長(zhǎng)條)→染色布的下端浸于0.5g/L非離子活性劑→擱置(20℃×10min)→測(cè)定(染色布上的未固著的活性染料(浮色)對(duì)白布的滲化程度)。

其他公司產(chǎn)品 研制的產(chǎn)品

7.結(jié)束語(yǔ)

對(duì)染色布上親和性高的未固染料及水解染料的去除性能。由于洗滌效果是因所用染料的固色率、親和力、染色布的深淺、加工方法(印花或染色)、洗滌裝置、洗滌條件(浴比、溫度、時(shí)間、洗滌和前和的漂洗)等條