1、活性染料湿摩擦牢度提升剂的制备原理及其应用技术摘要：论述了活性染料染色存在织物湿摩擦牢度差的问题。文中分析了湿摩擦牢度的测试方法，以及影响湿摩擦牢度的因素并提出了改进措施。本文还列举了几种提升剂的制备及其应用技术。关键词：活性染料 湿摩擦牢度 提升剂 制备 应用技术引言： 活性染料深色染品的耐湿摩擦牢度差的问题，一直是长期困扰染整工作者的技术难题。活性染料的耐湿摩擦牢度相对较差是由其自身的一些特性所决定。例如染料自身的水溶性，在碱性条件下易水解而失去与纤维的反应性；与纤维分子反应形成的酯键或醚键易水解断键等。因此，在生产实践中，分析湿摩擦牢度差的成因，加强各工序过程的控制和措施，弥补染料自身的
2、缺陷，以提高产品的耐湿摩擦牢度，是染厂提高产品质量关键 1。活性染料具有色泽鲜艳、使用方便、色谱齐全、成本低廉等优点，取得了较快的发展，但还有很多处需要改进，如深浓色纺织品的摩擦牢度特别是湿牢度一直是困扰印染界的一大难题。随着我国加入世贸组织，国际市场开放，关税壁垒已被打破，但技术壁垒即将成为我国出口贸易的主要障碍。深浓色染色纺织品的耐湿摩擦牢度已成为外国所设置的纺织品贸易技术壁垒之一 2。本试验从活性染料的染色特性出发探讨了影响色牢度的原因及解决方法。目 录第一章 活性染料的染色 .11.1 染色理论 .11.1.1上染 .11.1.2 固着 .11.1.3后处理 .21.2 影响湿摩擦牢度
3、的因素 .21.2.1染料的特性 .21.2.2 染色织物深度 .31.2.3织物的组织结构及其表面光洁度 .31.2.4 浮色 .31.2.5 水质 .41.3 改进耐湿摩擦牢度的措施 .4第二章 湿摩擦牢度提升剂的制备 .52.1 湿摩擦牢度提升剂的分类及其作用机理 .52.1.1 吸附沉淀型湿摩擦牢度提升剂 .52.1.2交联型湿摩擦牢度提升剂 .62.1.3成膜覆盖隔离型湿摩擦牢度提升剂 .62.1.4固色剂型湿摩擦牢度提升剂 .62.1.5综合型湿摩擦牢度提升剂 .62.2 提升剂的合成 .72.2.1阳离子型提升剂的制备 .72.2.2交联型提升剂的制备 .82.2.3聚氨酯型提升
4、剂的制备 .92.2.4树脂类提升剂的制备 .10第三章 湿摩擦牢度提升剂性能的测试 .103.1 固色处理和效果测试 .113.2 湿摩擦牢度测试分析 .113.3 湿摩擦前后 K/S 值的变化分析 .123.4 整理后织物色相的变化分析 .13第四章 提升剂应用性能的研究 .144.1 整理剂对织物干、湿摩擦的提升性能 .144.2 整理效果的耐洗性 .144.3 整理剂对未染色织物的白度影响 .144.4 对织物透气性和强力的影响 .154.5 整理剂对织物风格的影响 .154.6 整理前后织物日晒牢度的变化 .16第五章 展望 .16参考文献 .17武汉纺织大学1第一章 活性染料的染色
5、1.1 染色理论 3-61.1.1上染染料从染液内向纤维界面转移当靠近纤维到一定距离后染料分子迅速被纤维表面所吸附通过氢键范德华引力结合在纤维内外形成 1 个浓度差并向纤维内扩散直到纤维和溶液间的染料浓度达到平衡吸附量是固色的基础染料固着率与吸附量有很大关系因此应使染料尽量多地被吸附。1.1.2 固着碱剂的加入使染色浴 pH 值升高,纤维素纤维负离子化反应以及活性染料中的- 乙基砜硫酸酯消除反应便相继发生,同时水分子在碱的作用下逐离解成 OH-,使染料和纤维之间的固着反应迅速开始,实际上,染浴中固着和水解反应是并存的,反应式:上述反应仅是 1 个活性基参加反应,实际上固色过程中要复杂得多,其次
6、染料的水解反应是完全不可逆的,被水解的染料部分或全部失去了与纤维固着的活性,还具有与活性染料相近的亲和力可被纤维吸附成为浮色,因此,控制反应向有利于固着的方向发展是活性染料染色的关键。1.1.3后处理武汉纺织大学2活性染料染色织物经碱液固色处理后，纤维的内部和表面的附着物有：已固着染料、浮色染料、多余的碱剂和电解质等。浮色染料、多余的碱剂和电解质对染色织物的牢度有很大的影响，因此，碱固色后一定要经过充分的水洗、皂煮去除多余的碱剂、电解质、浮色等以改进牢度影响湿摩擦牢度。1.2 影响湿摩擦牢度的因素经过水洗、皂煮、固色等处理，染色织物的牢度有了一定的提高，但是湿摩擦牢度几乎未变。1.2.1染料的
7、特性（1）提升性 7-8有很多因素会影响活性染料的提升性，如染料的结构类型、染料的纯度、织物预处理的效率、染色时盐的质量和用量、染色固着时的 pH 值和固着时间等,其中影响较大的是活性染料的结构类型和纯度。用离子膜渗透技术除去活性染料中的副染料,未反应的原料和电解质等以提高染料的纯度,有助于染料分子向纤维内部扩散,以及染料与纤维的反应,使得染料饱和值和提升性得到提高。（2）水溶性活性染料分子上含有的水溶性基团越多，在染色过程中越有利于染料的溶解和上染，也有利于浮色的洗涤。但染色完成后，水溶性基团的存在会使染料分子产生脱离纤维素而溶解于水，水溶性越好染料就越容易与纤维断开。（3）直接性活性染料的
8、直接性主要和染料分子质量的大小、极性强弱、结构形态的规整性、活性基及其位置有关。分子质量越大、极性越强、结构形态的规整性越好、则染料分子的直接性越高，而扩散性能则越差，染料越容易聚集在织物表面而不易向纤维内部扩散和转移，势必造成浮色过多。（4）活性基不同活性基与纤维反应形成共价键稳定性不同一般来讲活性基的反应活泼性越高成键后的稳定性越差。1.2.2 染色织物深度耐湿摩擦牢度反映了染色布上的染料分子通过界面接触向测试白布转移程度，武汉纺织大学3是由测试织物与被测试织物间染料分子浓度梯度大引起，织物的颜色越深，测试织物与被测试织物间染料分子浓度差越大，染料分子的转移扩散运动也就越激烈，染料的转移量
9、就越大，导致其摩擦牢度变差。1.2.3织物的组织结构及其表面光洁度织物的组织结构影响到织物表面的平滑程度,而平滑程度又决定摩擦时摩擦力的大小,影响摩擦牢度,对于纱支、密度相当的织物湿摩擦牢度的排序为：贡缎织物府绸织物平纹织物轧光织物常规加工布。起毛加工布织物表面的光洁度也是影响牢度的 1 个重要因素。纤维的末端裸露在纱线的表面，会在织物表面形成一层绒毛在染整加工过程中不断受到摩擦冲洗使得织物的粘附力变差，再受到外力的作用，短纤维或短绒毛脱离织物而沾染到白布上。绒毛的存在增加了摩擦力，会使染料分子摩擦时与白布的接触面增加，碰撞概率变大，转移的染料分子更多，因此绒毛越长摩擦。牢度越差大量试验证明：
10、用普通棉与丝光棉进行活性染料染色后进行对比，丝光棉湿摩擦牢度比普通棉高出 1 级以上。1.2.4 浮色浮色是影响色牢度的主要因素是由吸附在纤维上而未参与纤维共价反应的染料部分水解的染料以及已消除硫酸酯后的乙烯砜基染料等组成浮色染料的总量可以用活性染料的 S、E、R、F 植中的最终上染率 E 和最终固色率 F 之差，即E-F 值来表示。图 1 是活性染料染色的 S、E、R、F 值。武汉纺织大学4从图 2 可知影响 E、F 值的因素很多，染料的直接性和固色率影响很大在选择染料的时候必须注意。1.2.5 水质水质也是影响牢度 1 个非常重要的因素尤其是较硬水中含有 CO32-、OH -它们和 Ca2
11、+、Mg 2+ 反应生成 CaCO3、MgCO 3等不溶性物质,它们与染料结合形成细小的类沙粒状色沉淀至织物表面,摩擦力大大增加,耐湿摩擦牢度必然降低。另外，Ca2+、Mg 2+也能和染料分子上的磺酸根离子反应，转变为不溶于水的磺酸钙镁，削弱了染料的亲水性，使染料不易溶解和扩散，水溶性降低，水洗时浮色不易洗掉。1.3 改进耐湿摩擦牢度的措施 9-10（1）选择具有良好的提升性和匀染性的染料有利于染料的渗透和扩散，从一定程度上可提高耐湿摩擦牢度。染料应具有一定的水溶性和直接性，水溶性基团不能太多，否则会影响湿摩擦牢度直接性，也应选择中等染料的直接性，不能太高，一般情况应大于 70%。（2） 选择
12、纱支均匀布面光洁的坯布，需要预处理时应该选用高效前处理剂处理。（3） 染色用水应尽量使用软水或去离子水，可减少水中的钙镁等离子对染色的影响。（4） 高效固色剂应该是能在染料和纤维之间架桥形成化合物，在与染料反应的时候又可与纤维素纤维反应交联，使染料纤维能够紧密牢固地联系在一起，防止染料从纤维上脱落避免造成染色牢度下降。固色作用是通过固色剂在递质中与纤维作用和阳离子基团再与染料阴离子成盐，而起固色作用。（5） 特种助剂在整理中可减少染料用量而获得深浓色效应，湿摩擦牢度也得到提高。（6） 染后布面的 pH 值。深浓色棉织物染色时用碱量较高，染后加强水洗、皂洗与中和去碱，织物上不能带碱，否则会造成染
13、料的染后水解，湿摩擦牢度下降，通常布面 pH 值控制在 6.5-7.5 不能超过 9 或小于 3。（7）改进染后布面特性织物整理可用生物酶抛光处理等，布面光洁度增加也可提高其湿摩擦牢度，活性染料染色后浮色是很难除净，在皂煮完后，可用适当武汉纺织大学5的剥色剂进行剥色处理把浮色去除干净提高湿摩擦牢度。第二章 湿摩擦牢度提升剂的制备2.1 湿摩擦牢度提升剂的分类及其作用机理2.1.1 吸附沉淀型湿摩擦牢度提升剂 此型一般为阳离子型高分化合物。 机理：多个季铵盐阳离子与染料阴离子形成离子键，产生难溶性色淀，处理后的固色剂在染色织物表面形成薄膜。此外，固色剂中的多个羟基可以和纤维素纤维中的羟基形成氢键
14、，促进固色效果。 特别的，通过甲壳素制备的壳聚糖，也可视作沉淀型湿摩擦牢度提升剂在活性染料固色上进行应用： 固色机理：壳聚糖 R+X-与阴离子染料 Na+D-进行置换反应： R+X-+ Na+D- RD +NaX 生成的不溶性沉淀固着在纤维表面，封闭了染料的亲水基团，并且增大了染料分子，从 而提高了湿摩擦牢度。 2.1.2交联型湿摩擦牢度提升剂 分子上存在能同时与染料分子和纤维素分子上基团反应的反应性基团，它可以在染料和纤维之间形成高度多元化交联系统，使染料、纤维能够更为牢固的联系在一起，防止染料从纤维上脱落，而且可以将游离的染料也紧密的联系在一起从而提高染料的染色牢度。如：无甲醛固色剂 AE
15、;湿摩擦牢度提升剂 CR，它是含有两种交联基团，聚氨树脂叔胺盐和 2D 树脂的混合物，同时具备沉淀机理和交联机理。2.1.3成膜覆盖隔离型湿摩擦牢度提升剂 成膜覆盖型湿摩擦牢度提升剂可以在织物表面形成一层连续的薄膜，将染料与织物隔开，而且这类高分子化合物一般都具有柔软剂的作用，可以减缓织物武汉纺织大学6与测试白布之间的摩擦力，由此来提高织物的湿摩擦牢度。 如：以双氰胺与多乙烯多胺合成的聚胺类固色剂，在织物表面形成网状结构薄膜，从而改善湿摩擦牢度。2.1.4固色剂型湿摩擦牢度提升剂这类提升剂是以提高活性固色率为目的来减少浮色以提高湿摩擦牢度。2.1.5综合型湿摩擦牢度提升剂 此类染色剂是通过固色、成膜、交联、吸附、沉淀等其中的一种或多种作用来提高织物的湿摩擦牢度。 如：聚氨酯湿摩擦牢度提升剂，它不仅可以在织物表面形成一层连续的光滑薄膜，将染料覆盖在膜下，其大分子上的活性基团可在一定条件下与纤维和染料发生共价键结合，提高染料固色率。2.2 提升剂的合成2.2.1阳离子型提升剂的制备主要为二烯丙基季铵盐衍生物反应制得原料：氯丙烯、二甲胺(强碱性环境） PDMDAAC（聚二甲基二烯丙基氯化铵）的合成方程式如下: PDMDAAC 制备的工艺流程：
