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中图分类号:TU745.9 文献标识码:TU 文章编号:1009-914X(2013)01- 0242-01
绪论活性染料自1956年问世以来至今已有五十多年历史,活性染料具有色泽鲜艳,匀染性好,湿处理牢度好,色谱齐全,工艺适应性大,应用方法简便及成本较低等特点,从而使它的应用范围不断扩大,至今已被广泛用于棉布、粘胶、丝绸、羊毛等纤维及其混纺的染色和印花,成为当前国内外纺织印染行业常用的主要染料类别之一。
用于纤维素纤维染色的活性染料的活性基很多,但以价格、来源,应用等因素看,三聚氯氰仍不失为重要活性基之一。然而,因其制成的染料固色率低,贮存易变质,造成了它在应用上的种种缺陷。为对此活性基扬其所长,补其所短,一类新型高固色率的活性染料——双一氯均三嗪活性染料应运而生。
七十年代末,天津染化七厂先于全国各染料厂家首先研制并生产出双一氯均三嗪活性染料,并以KE型牌号命名之。KE型活性染料具有固色率高,匀染性好,贮存稳定性好,提升力高,色泽重染性好,坚牢度高,耐洗涤性好等优点,是一类较理想的活性染料。通过几十年的实际应用,总结和优选具有以上优良性能。
一、KE型活性染料上染机理
该类染料与英国卜内门公司普施安H—E型和SP型同属一个类型,是含有两个一氯均三嗪活性基团的活性染料。被称之为第二代活性染料。它的通式结构如下:
注:DD′为发色团
B—桥基
R—H或烷基或一氯基或胺类
KE型活性染料与纤维素纤维染色机理系属亲核取代反应:
D—NH—B—NH—D′+Cell-OH→D—NH—B—ND′+2HCl
2HCl+Na2CO3 2NaCl+H2O+C02↑
它也包括三个基本过程:
1、吸色过程:纤维外染液中吸取染料并向纤维内部扩散。
2、固色过程:染料与纤维发生化学反应,生成共价鍵结合。
3、洗水煮皂过程:未固着的染料从纤维上洗去,并经皂煮去除浮色充分的发光发色。
从KE型活性染料的分子结构中可以看出该类型染料分子结构是一个大分子结构,分子结构中含有两个一氯均三嗪活性基团,所以该染料具有高固色率、高直接性、低反应性等特点,并可获得良好的均染效果。
但是由于活性染料上染纤维素纤维时影响反应因素,除染料活性基结构外还包括染料的直接性,染液的PH值、固色溫度、电解质、碱剂浴比等因素。
因此,我们在实际工作中对KE型活性染料的染色工艺,应用性能进行了试验和探讨。
二、 KE型活性染料染色工艺选择
众所周知:活性染料染色工艺主要受染色温度,电解质(如食盐)矸剂(纯碱)浴比等因素的影响,我们以活性红KE-7B活性黄KE-RN,活性蓝KE-2B为例,分别对温度、矸剂、电解质进行实验确定最佳染色工艺。
配方:
染料用量 1% 染色温度40℃30`
食盐 70g/l 固色温度90℃40`
纯矸 30g/l 溶比 1: 40
1、不同固色温度对上染、固色率的影响
上染率:——在染色过程中,当染色达到平衡时纤维吸收染料的数量与配置染浴时所用染料总数量的比值。
固色率:——染料在纤维上固着量与投入量的百分比。
众所周知,在染色平衡时,一般染料的上染百分率随温度的升高而降低,但在实际染色时差异往往不十分明显,这是因为染色速率是随温度升高而升高的,在有限染色时间内,使用低温染色并不能获得最高的上染百分率,这是因为到染色结束时还没有到达染色平衡。对KE型染料来说,在室温下染料不能与纤维发生反应至少要在60-70℃才能进行反应,一般常用80-95℃固色。因而我们取60℃、70℃、85℃、90℃这四个数据来进行试验。试验结果表明:固色温度在90℃时固色率最高,这说明活性KE型染料属低反应性、耐高温染料,提高温度可增进染料的上染速度和反应速度,同时也使纤维得以充分膨化,对吸附—扩散—固着三阶段染色过程更为有利。
2、电解质用量对上染率、固色率影响
电解质能降低纤维的动电层电位,使纤维与阴荷性染料间的斥力降低而有利于染料的上染,因而能提高染料的上染量。在固色阶段,电解质又能提高(纤维素—O-)/(OH)-的比率,从而提高染料和纤维的反应速率。
3、矸剂用量对上染率、固色率的影响
活性染料固色时,矸的作用是使纤维素纤维的羟基离子化,促使染料与纤维反应,同时中和染料与纤维反应所生成的酸。矸剂对染色的影响有两方面:一方面提高染浴的PH值可使染料与纤维(包括水解)的反应速率提高。另一方面当PH值提高到11以上时固纤维素-O-离子增加而使纤维与染料的斥力增大,从而使染料的固色率降低。因此在保证固色的情况下,尽可能选用较低的PH值较为合理,特别在染色终了时PH值不易太高。
综上所述:KE型活性染料的最佳染色工艺为:
染料用量 1% 染色温度 40℃
食盐Nacl 70g/l 固色温度 90℃
纯矸Na2Co3 30g/l 浴比1:40
工艺流程:
三、结论
KE型染料为第二代活性染料它具有以下特点:
1、它具有高直接性,高固率的特点。固色率均在70%以上。
2、由于该染料具有低反应性的特点,所以可获得优良的均染效果,并可进行“全料法”染色。
3、各项牢度均在3-4级以上。
为了降低染色成本,减少废水排放,减轻劳动强度下一步我公司准备应用KE型活性染料进行连续染色的试验和大样的生产。
绪论活性染料自1956年问世以来至今已有五十多年历史,活性染料具有色泽鲜艳,匀染性好,湿处理牢度好,色谱齐全,工艺适应性大,应用方法简便及成本较低等特点,从而使它的应用范围不断扩大,至今已被广泛用于棉布、粘胶、丝绸、羊毛等纤维及其混纺的染色和印花,成为当前国内外纺织印染行业常用的主要染料类别之一。
用于纤维素纤维染色的活性染料的活性基很多,但以价格、来源,应用等因素看,三聚氯氰仍不失为重要活性基之一。然而,因其制成的染料固色率低,贮存易变质,造成了它在应用上的种种缺陷。为对此活性基扬其所长,补其所短,一类新型高固色率的活性染料——双一氯均三嗪活性染料应运而生。
七十年代末,天津染化七厂先于全国各染料厂家首先研制并生产出双一氯均三嗪活性染料,并以KE型牌号命名之。KE型活性染料具有固色率高,匀染性好,贮存稳定性好,提升力高,色泽重染性好,坚牢度高,耐洗涤性好等优点,是一类较理想的活性染料。通过几十年的实际应用,总结和优选具有以上优良性能。
一、KE型活性染料上染机理
该类染料与英国卜内门公司普施安H—E型和SP型同属一个类型,是含有两个一氯均三嗪活性基团的活性染料。被称之为第二代活性染料。它的通式结构如下:
注:DD′为发色团
B—桥基
R—H或烷基或一氯基或胺类
KE型活性染料与纤维素纤维染色机理系属亲核取代反应:
D—NH—B—NH—D′+Cell-OH→D—NH—B—ND′+2HCl
2HCl+Na2CO3 2NaCl+H2O+C02↑
它也包括三个基本过程:
1、吸色过程:纤维外染液中吸取染料并向纤维内部扩散。
2、固色过程:染料与纤维发生化学反应,生成共价鍵结合。
3、洗水煮皂过程:未固着的染料从纤维上洗去,并经皂煮去除浮色充分的发光发色。
从KE型活性染料的分子结构中可以看出该类型染料分子结构是一个大分子结构,分子结构中含有两个一氯均三嗪活性基团,所以该染料具有高固色率、高直接性、低反应性等特点,并可获得良好的均染效果。
但是由于活性染料上染纤维素纤维时影响反应因素,除染料活性基结构外还包括染料的直接性,染液的PH值、固色溫度、电解质、碱剂浴比等因素。
因此,我们在实际工作中对KE型活性染料的染色工艺,应用性能进行了试验和探讨。
二、 KE型活性染料染色工艺选择
众所周知:活性染料染色工艺主要受染色温度,电解质(如食盐)矸剂(纯碱)浴比等因素的影响,我们以活性红KE-7B活性黄KE-RN,活性蓝KE-2B为例,分别对温度、矸剂、电解质进行实验确定最佳染色工艺。
配方:
染料用量 1% 染色温度40℃30`
食盐 70g/l 固色温度90℃40`
纯矸 30g/l 溶比 1: 40
1、不同固色温度对上染、固色率的影响
上染率:——在染色过程中,当染色达到平衡时纤维吸收染料的数量与配置染浴时所用染料总数量的比值。
固色率:——染料在纤维上固着量与投入量的百分比。
众所周知,在染色平衡时,一般染料的上染百分率随温度的升高而降低,但在实际染色时差异往往不十分明显,这是因为染色速率是随温度升高而升高的,在有限染色时间内,使用低温染色并不能获得最高的上染百分率,这是因为到染色结束时还没有到达染色平衡。对KE型染料来说,在室温下染料不能与纤维发生反应至少要在60-70℃才能进行反应,一般常用80-95℃固色。因而我们取60℃、70℃、85℃、90℃这四个数据来进行试验。试验结果表明:固色温度在90℃时固色率最高,这说明活性KE型染料属低反应性、耐高温染料,提高温度可增进染料的上染速度和反应速度,同时也使纤维得以充分膨化,对吸附—扩散—固着三阶段染色过程更为有利。
2、电解质用量对上染率、固色率影响
电解质能降低纤维的动电层电位,使纤维与阴荷性染料间的斥力降低而有利于染料的上染,因而能提高染料的上染量。在固色阶段,电解质又能提高(纤维素—O-)/(OH)-的比率,从而提高染料和纤维的反应速率。
3、矸剂用量对上染率、固色率的影响
活性染料固色时,矸的作用是使纤维素纤维的羟基离子化,促使染料与纤维反应,同时中和染料与纤维反应所生成的酸。矸剂对染色的影响有两方面:一方面提高染浴的PH值可使染料与纤维(包括水解)的反应速率提高。另一方面当PH值提高到11以上时固纤维素-O-离子增加而使纤维与染料的斥力增大,从而使染料的固色率降低。因此在保证固色的情况下,尽可能选用较低的PH值较为合理,特别在染色终了时PH值不易太高。
综上所述:KE型活性染料的最佳染色工艺为:
染料用量 1% 染色温度 40℃
食盐Nacl 70g/l 固色温度 90℃
纯矸Na2Co3 30g/l 浴比1:40
工艺流程:
三、结论
KE型染料为第二代活性染料它具有以下特点:
1、它具有高直接性,高固率的特点。固色率均在70%以上。
2、由于该染料具有低反应性的特点,所以可获得优良的均染效果,并可进行“全料法”染色。
3、各项牢度均在3-4级以上。
为了降低染色成本,减少废水排放,减轻劳动强度下一步我公司准备应用KE型活性染料进行连续染色的试验和大样的生产。