1、低温染色助剂在涤纶常压染色工艺中的应用2011-08-05 来源 : 吴焕岭崔淑玲 点击次数：968 关键字： 低温助剂 涤纶 分散染料 染色 摘要：为了降低涤纶纤维的染色温度达到节能降耗清洁生产的目的，利用复配增效技术研制出低温染色助剂 CWL并将此助剂应用到常 1X98沸染工艺中。助剂CWL 中含有对涤纶纤维具有增塑膨化、润湿作用和对分散染料具有增溶作用的成分能够降低涤纶纤维 的玻璃化温度提高分散染料在纤维内部的扩散率并可提高分散染料的上染率，使其能够在常压 98沸染的条件下得到在传统高温高压染色工艺中所能达到的效 果。涤纶纤维具有优良的机械性能和服用性能应用领域非常广泛但是它是一种结构紧
2、密的疏水性纤维分子排列整齐、结晶区多，无特定染色基团，极性较 小，缺乏亲水性在水中膨化程度低这给染色带来了一定的困难。目前主要的染色方法为高温高压法(120130)和热溶染色法(200左右)。高温 染色不仅浪费能源。也对与涤纶混纺的不耐高温纤维的性能造成伤害。本文根据“相似相溶” 理论采用复配增效技术开发出一种低温染色助剂该助剂的油相为有机 酯由乳化剂乳化形成稳定的 0/W 型乳液体系。1 实验材料和方法11 实验材料111 织物l1tex 纯涤纶针织布克质量 204gm幅宽 08m。11.2 主要药品助剂：自制助剂 CWL(乳化剂 X、Y 与有机酯 W 形成的 0/W 型白色乳液)、传统载体
3、(冬青油、甲基萘类商品)染料：分散蓝 E 一 4R、分散黄 SE 一 2GFL、分散红玉 SEGFL、分散红玉 S 一5BL113 实验仪器XHKG6HT_B_24 型高温高压染色小样机 f 广东省鹤山市宏发染整机械制造有限公司)、 HH-4 恒温水浴锅(江苏金坛市宏华仪器厂)、 DSC823e(梅特勒一托利多仪器有限公司)、721 型分光光度计(上海第三分析化工厂)、 DatacolorSpectrailashSF600 Dlus CT 测配色仪(美国)。12 实验方法121 染色工艺高温高压染色工艺曲线和常压沸染工艺如图 l、图 2 所示。122 上染百分率的测定(残液法)在最大吸收波长下
4、测定染色前和染色后染液的吸光度 A 和残液吸光度 A，按式(1)计算上染百分率。上染百分率=(A0CLA1CL) A0CL)100 (1)式中：C 为稀释倍数为比色皿厚度。123 织物色深度(KS 值)的测定表观深度是指不透明的固体物质的颜色给予人们的直观深度感觉表面深度值的大小可以用库贝尔卡一蒙克(KubelkaMuk)函数值来表示5：K/S=(1-R0)2 /2R式中：R 为有色试样趋于无限厚的反射率；R0 为光没有透射时的反射率；K 为有色物质的吸收系数；S 为散射系数 .一般情况下不单独计算 K 值和 S 值而是用 K S 的比值来表示，因此通常称KS 值。计算时 R 常取最大吸收波长
5、下的值值越大，表示颜色越深；KS 值越小，则表示颜色越浅。12-4 纤维玻璃化热转变温度的测定按 GBT17594-19981 采用差示扫描量热法测定纺织材料的玻璃化热转变温度。分别对原布样、轧助剂预烘布样(未染色)进行差示扫描量热法测试分析其热转变温度的变化情况。2 结果与讨论21 测量上染百分率法确定助剂最佳用量任选一支分散染料(分散黄 SE 一 2GFL)通过残液法测定分散染料在不同温度时的上染率并通过对染料的上染率分析确定助剂 CWL 的最佳用量范围分散黄 SE 一 2GFL 在常压沸染时不同温度下的上染率如图 3 所示。从图 3 可以看出添加助剂 CWL 在 98时的上染率均较未加助
6、剂的高：并且上染率先是随着助剂浓度的增加而增加在助剂浓度达到 4gL 时上染率达 到最高值946：接着随着助剂浓度的近一步增加上染率开始呈下降趋势同一温度下添加助剂的试样均较未加助剂的上染率高随着添加助剂浓度的增 加在开始阶段上染率先是逐渐增高当助剂的浓度达到 8gL 时终上染率具有明显的降低趋势。染浴中添加助剂从 70上染率开始明显增加到 90以 后上染率增加幅度较小而未添加助剂的上染率在 80以后增加较多90以上增加最快从而可以知道该助剂对涤纶纤维具有润湿、增塑、膨化的作用使分 散染料在较低的温度就有高的上染率进而实现涤纶纤维的低温染色。在整个升温过程中染色的开始阶段上染速率缓和有利于匀染
7、由于助剂浓度在 4gL 时 上染率达到最高因此确定助剂 CWL 的最佳用量在 4gL 左右。22 值法确定助剂最佳用量高温高压下染色和常压沸染 60rain 工艺中均在染浴中分别添加一系列浓度梯度的助剂 CWL这里依然选择分散黄 SE 一 2GFL对其在不同染色工艺和添加不同的助剂 CWL 浓度时的色深度进行对比如图 4 所示。温高压染色工艺中涤纶纤维上色深度随着的助剂 CWL 浓度的增加并没有明显的增加反而在助剂浓度大于 3gL 时有下降的趋势这可能是由于在高温 高压条件下分散染料的溶解及扩散动能足够高无需助剂作用就能很容易地进入到纤维的内部得到较高的 KS 值助剂 CWL 的增塑、膨化作用
8、显得不那么明 显；另一方面，助剂浓度过高，助剂胶束形成胶团的趋势变大胶团之间容易发生聚集形成更大的胶团甚至出现沉淀从而影响了助剂向纤维表面的吸附减弱 了助剂中染料向纤维内部的扩散降低了染料对纤维的上染量从对比曲线上可以看出，在添加助剂 CWL 为 4g/L常压沸染 60min 染色的织物表面色深度 (KS 值)与传统的高温高压法染的织物表面色深度(S 值)基本相当因此使用该助剂 CWL完全可以实现常压沸染来替代传统的高温高压染色工艺实现涤纶 纤维的低温染色助剂用量 5gL 与 4 的染色效果相近，为了节约成本确定该助剂的最佳用量为4g/L。通过此实验也说明该助剂不宜在高温高压染色工艺中使 用。
9、23 助剂 CWL 的增深效果常压沸染工艺中分别添加自制助剂 CWL、甲基萘、冬青油做染色实验与高温高压工艺染色的标样作对比。助剂 CWL 用量 4 扎，载体冬青油和甲基萘商品 采用推荐用量 4，在其他条件相同的情况下常压沸染 60min 后对染色织物进行还原清洗及后处理分别测试所得染色织物的 KS 值结果如图 5 所示。由图 5a 可知对于高温分散红 S-5BL 来说除了冬青油在常压沸染工艺中的染色深度高于高温高压染色的色深度外，助剂 CWL、甲基萘均达不到传统 高温染色的色深度：由图 5b 可知，对于中温分散红玉 SEGFL 来说助剂 CWL、甲基萘、冬青油用于常压沸染的染色深度均与高温高
10、压染色的色深度相当： 由图 5e 可知对于低温分散蓝 E 一 4R 来说助剂 CWL 具有明显的增深效果均比甲基萘、冬青油以及高温高压染色的色深度要深因此助剂 CWL 比较适用于 中温型和低温型分散染料的常压沸染工艺染色深度完全可以达到高温高压染色的色深度。总的来说几种助剂比较起来染色效果相近。尽管传统载体的染色效果较好但是毒性比较大冬青油的主要成分是水杨酸甲酯，其毒性较低，但是价格高、 气味大易挥发需密闭操作，纤维上残留载体较难去除：甲基萘其毒性较大，虽然价格低、使用方便，但具有强烈的樟脑臭味尤其在热烫定形时气味更加强 烈使工人无法忍受而助剂 CWL 的制备成本虽然比冬青油和甲基萘稍高但是它
11、集环保、节能两大概念于一身，与当前治理环境污染、建立节约型社会的时代主题 非常吻合它的开发与应用不仅可以为印染厂和助剂厂产生良好的经济效益也会产生良好的社会效益。2_4 助剂 CWL 对纤维的增塑效果无定形或半结晶聚合物从黏流态或高弹态(橡胶态)向玻璃态转变(或相反的转变)称玻璃化转变。发生玻璃化转变的较窄温度范围的近似中点称玻璃化温度纤维被增塑一个典型的特征就是玻璃化温度降低。用梅特勒一托利多仪器 DSC823e 分别对原布样、轧助剂预烘布样 (未染色)、按照浸染工艺进行操作并后处理完毕(未染色)布样进行差示扫描量热法测试分析其热转变温度的变化情况如图 6 所示从图 6 可以看出经助剂 CW
12、L 处理后的涤纶纤维的玻璃化温度从 8332下降至8058低温浸染工艺完毕后玻璃化温度成为 8181c(二 如果能排除操作误差及环境影响则可降低得更多说明助剂确实能够对涤纶纤维产生增塑作用从而降低涤纶纤维的玻璃图 6 浸轧助剂前后的 DSC 曲线化温度 使其成为能够低温染色的一个原因。此外。涤纶纤维的熔点几乎没有改变说明助剂的添加不降低纤维的熔点。3 结论助剂 CWL 对涤纶纤维具有润湿、增塑、膨化的作用，从而使分散染料在较低的温度就有高的上染率达到高温高压染色工艺的染色深度进而实现涤纶纤维的低温染色助剂 CWL 适用于低温型和中温型分散染料的低温染色工艺中最佳用量在4gL 左右。因此该助剂用于涤纶常压沸染工艺可以降低能耗提高染料的利用率，从而降低成本，减轻污染，符合当前节能减排的时代主题。
