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中性盐、碱和水溶性高聚物对活性染料聚集的影响

廖霞  
【摘要】: 在连续染色、小浴比染色、喷墨印花、常规浸染过程中,部分活性染料常因染料、中性盐、碱剂浓度过高而出现严重的聚集。活性染料的聚集影响了染料的吸附、扩散和匀染性,并导致了表面浮色量增加,增加了皂洗的难度,降低了耐洗和湿摩擦牢度,在喷墨印花时易引起喷头的堵塞。基于活性染料聚集的研究对改进活性染料商品化加工和印染加工、提高印染产品质量具有的重要意义,本文采用紫外可见光谱法研究了中性盐、碱和水溶性高聚物对活性染料聚集的影响,并且将聚丙烯酸盐类和聚马来酸盐水溶性高聚物应用于染色和皂洗中,旨在针对各活性染料聚集的特点选用合适的水溶性高聚物用作染色助剂和皂洗剂的重要组分奠定基础。研究获得的主要结论如下: (1)活性染料在中性盐溶液中的聚集 活性染料在中性盐溶液中的聚集程度随着中性盐浓度的增加而增加。分子结构较小的乙烯砜硫酸酯染料聚集程度较低;铜酞菁结构的乙烯砜硫酸酯活性染料在盐溶液中聚集程度较高,其吸收光谱中存在明显的染料单分子和二聚体的吸收峰;含H酸结构的活性染料因母体结构和活性基的不同在中性盐溶液中的聚集程度相差较大,双一氯均三嗪活性基的C.I.活性红120聚集程度很大,在高浓中性盐溶液中存在多种聚集体的平衡。 (2)活性染料在碱和中性盐溶液中的聚集 在室温下,在活性染料中性盐溶液中添加纯碱后,尽管乙烯砜硫酸酯基活性染料会发生部分消除和水解反应、部分染料上的羟基发生离子化、新增加的钠离子对染料聚集也有影响,但是,总体而言,该类染料的聚集度变化不大。对于双一氯均三嗪活性基的C.I.活性红120,加入纯碱后产生了显著的浅色效应,最大吸收波长下的吸光度显著降低,染料聚集程度增加。 在中温下,在活性染料中性盐溶液中添加纯碱后进行加热处理,乙烯砜硫酸酯染料加热后乙烯砜硫酸酯很快发生消除反应产生乙烯砜染料,染料亲水性降低,但随后乙烯砜染料发生水解,亲水性又略有增加。因此,乙烯砜硫酸酯染料在中温和有中性盐及碱剂存在的情况下的聚集程度决定于多种因素。分子量小的C.I.活性橙16加热后,其聚集程度的变化较小;分子量小的C.I.活性蓝19经加热后,其聚集程度发生了降低;C.I.活性蓝21在中性盐和碱溶液中的聚集程度很大,加热过程中聚集程度变化很小。对于双一氯均三嗪结构的C.I.活性红120而言,加热时间越长,水解染料越多,在染液中存在明显的染料和水解染料相互聚集现象。 在中温的活性染料碱溶液中添加中性盐后,活性染料的聚集程度增加,但聚集程度对中性盐浓度的敏感性因染料而异。对于分子量低、分子尺寸小的C.I.活性橙16和C.I.活性蓝19,尽管在碱性条件下乙烯砜硫酸酯基发生了消除和水解反应,但其聚集程度受中性盐的影响比较小。对于H酸结构的双一氯均三嗪活性染料C.I.活性红120,其碱性条件下的聚集程度对中性盐的敏感性与中性条件下相近。铜酞菁结构的乙烯砜硫酸酯染料C.I.活性蓝21在碱性条件下的聚集程度对中性盐浓度特别敏感,在中温和碱性条件下添加中性盐特别容易引起染料聚集,在实际染色工作中添加碱剂固色时,应特别注意因染料聚集而引起的染色质量问题。 (3)水溶性高聚物对活性染料聚集的影响 各种水溶性高聚物对活性染料聚集体具有解聚作用,其解聚作用大小因染料和高聚物而异。对于聚集度低的活性染料,水溶性高聚物的解聚作用较小;对于聚集度高的活性染料(C.I.活性红120),水溶性高聚物的解聚作用较大,且解聚作用随着高聚物浓度的增加而明显增加。总体而言,MA-AA对染料聚集体的解聚作用更好。 (4)水溶性高聚物在活性染料染色和皂洗中的应用 聚丙烯酸盐类或聚马来酸盐类水溶性高聚物对活性染料具有解聚作用,作为染色助剂使用时,对活性染料上染率、固着率、染色物表观颜色深度几乎没有影响。 PAAS作为皂洗剂使用时,在没有添加其它皂洗剂组分的情况下,PAAS与两只市售皂洗剂一样,对C.I.活性蓝21具有防沾污作用,但对C.I.活性红120没有防沾污作用;HPMA、MA-AA、AA-AMPS对这两只染料均没有防沾污作用。PAAS的浮色洗除率与两只市售皂洗剂相当,但在添加钙离子进行模拟的硬水条件皂洗试验中,PAAS对C.I.活性红120的浮色洗除率最高,PAAS在水质不好的情况下仍可获得良好的皂洗效果。由皂洗的染色物的染色牢度测试结果可知,PAAS皂洗样的耐洗牢度与两只市售皂洗剂相当,并对提高湿摩擦牢度有益。


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