活性染料染色代用碱的配制与应用.docx

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活性染料染色代用碱的配制与应用

活性染料染色代用碱的配制与应用

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活性染料染色代用碱的配制与应用

长春工业大学纺织服装学院时路炫

摘要:

通过测定不同碱剂溶液的碱性，以筛选和配制活性染料染色代用碱，并应用于纯棉织物活性染料轧蒸法染色。

优化的代用碱剂组分为碳酸钾３５％、五水偏硅酸钠５０％、氢氧化钾８％和三乙醇胺７％。

以配制的代碱荆为活性染料染色的固色碱剂，其用量仅为纯碱的１／１０—１／７，染色织物得色量较高、固色效果较好、色光稳定，色牢度良好，且可以减少水洗次数。

关键词：

染色；活性染料；代碱剂；棉织物

前言：

活性染料染色中常以纯碱作为固色剂，但存在用量大、易结块，以及因化料不彻底而堵塞滤网，造成织物色花、布面难洗净、布面和净洗液含碱量高等问题。

用代用碱剂替代纯碱作为活性染料染色固色剂，具有用量少、易清洗、洗后布面和废水ｐＨ值低等优点，有利于环境保护。

但是目前在代用碱的选用和配制方面系统性不强，没有统一的要求和规定，容易造成代用碱效果不一，固色效果不稳定，染色织物色变和色差较大等问题。

根据活性染料纯碱固色机理，作为活性染料的固色碱剂必须具备以下三个条件：

①能使活性染料与纤维素纤维发生亲核取代或消除反应；

②使染液的ｐＨ值在活性染料染色最佳ｐＨ值范围内；

③缓冲能力、稳定性优良。

因此，代碱剂也应由三部分组成：

供碱部分缓冲调节部分和添加剂组分。

本试验根据代用碱配制和应用的基本原理，通过测定不同碱剂及其复配溶液在不同条件下的碱性和ｐＨ值缓冲容量，以及轧碱汽蒸后布面PH值，与相同条件下纯碱的使用效果进行对比，以筛选碱剂和复配代用碱剂，并用于活性染料单色和拼色染色，评价其应用性能。

1实验

1.1药品及仪器

药品纯碱，氢氧化钠，氢氧化钾，碳酸钾，硅酸钠，磷酸三钠，五水偏硅酸钠，三乙醇胺，氯化钠；防染盐Ｓ，匀染剂ＢＦ8519，防泳移剂ＢＦ202；活性翠蓝ＢＥＳ，活性嫩黄Ｂ－４ＧＬＮ，活性大红ＢＥＳ，活性黑ＧＦＦ，活性红２ＢＦ，活性红３ＢＦ，活性藏青ＧＤ（成都科龙化工试剂厂）

仪器ＰＨＳ－３Ｃ型酸度计（山东莱州电子仪器厂），ＨＮｌ０１－２数显鼓风干燥箱、Ｙ５７１Ｌ型染色摩擦色牢度仪（上海精宏实验设备有限公司），ＡＳ２－ＩＰＭ（ＫＡＳＥＮ）浸轧机（鹤山精湛染整设备厂有限公司），ＤａｔａｃｏｌｏｒＳＦ６００测色配色仪（Ｄａｔａｃｏｌｏｒ公司），ＺＮＨＷ－３型智能数显控温仪（上海鹏奕仪器有限公司）

1.2棉织物活性染料染色

工艺流程浸轧染液（室温，一浸一轧，带液率９７％）＿烘干（100℃，2.5min）－浸轧固色液（一浸一轧，７０℃）＿汽蒸（１００—１０３℃，1—1.5min）＿冷水洗２道＿热水洗２道（７０一８０℃）一皂洗（皂洗剂用量：

浅色３ｇ／Ｌ，中色４ｇ／Ｌ，深色５g/Ｌ，浴比1：

30，90℃×2min）_热水洗1道（70-80℃）—冷水洗1道-烘干（110℃）

轧染液处方／（ｇ／Ｌ）

（１）单色染色

染料１０（浅色）、２０（中色）、３０（深色）

防泳移剂６

匀染剂1

防染盐Ｓ1

（２）拼色染色

染料X

防泳移剂１０

匀染剂１

防染盐Ｓ４

大红色活性大红．ＢＥＳ50g/L;

灰色活性嫩黄Ｂ-４ＧＬＮ１５．６g/Ｌ，活性黑ＧＦＦ18.85ｇ／Ｌ，活性红２ＢＦ6.5ｇ／Ｌ；

咖啡色活性嫩黄B-4GLN39ｇ／Ｌ，活性红3ＢＦ8.112ｇ／Ｌ，活性藏青ＧＤ9.5ｇ／Ｌ。

固色液处方／（ｇ／Ｌ）

染色深度浅色中色深色拼色

氯化钠180200240240

防染盐S5556

碳酸钠18202525

氢氧化钠3553

代用碱YYYY

１.3测试方法

（1）溶液ｐＨ值

配制浓度为0.4365ｍｏｌ／Ｌ的盐酸溶液和100ｇ／Ｌ各种碱剂溶液。

分别取６０、５０、４０、３０、２０、１５、１０、５ｍＬ的碱剂溶液，用纯水稀释至100ｍＬ，用ＰＨＳ－３Ｃ型酸度计测定不同温度下的ｐＨ值。

（２）溶液ｐＨ值缓冲容量

配置100Ml,20ｇ／Ｌ碱剂溶液，用0.4365盐酸溶液进行滴定，测试消耗盐酸量为0.71.01.22.02.63.0ｍＬ时溶液的ｐＨ值。

计算加酸前后的

ＡｐＨ值。

以此代表缓冲容量。

（３）织物布面ｐＨ值

取5×5CM织物室温浸轧碱剂溶液（碱液20ｇ/L,一浸一轧，带液率97％），110温度烘干，剪去1g织物放入100ｍＬ纯水中，９０℃清洗30min，清洗液冷却至室温，测定ｐＨ值.以此值代表织物布面ｐＨ值。

（４）染色性能

K/S值用DSF600电脑测色仪测定；

耐摩擦色牢度参照GB/T3920——2008《纺织品色牢度实验耐摩擦色牢度》测定；

耐皂洗色牢度参照GB/T3921------2008《纺织品色牢度实验耐皂洗色牢度》测定。

２结果与分析

2.1各类碱溶液的性能

2.1.1碱浓、温度对ｐＨ值的影响相同浓度下，碱溶液的ｐＨ值越高，这种碱的碱性越强。

不同浓度下，碱溶液ｐＨ值的变化越小，这种碱的碱性随浓度的变化越小，即碱性越稳定。

而温度对活性染料的上染与固色有很大影响，因此在碱剂选用时，还应考虑温度对碱溶液ｐＨ值的影响。

配置不同的碱溶液碱浓和温度对碱溶液ｐＨ值的影响分别见

由图1可知，各类碱溶液的ｐＨ值随碱浓的增加而增大，当碱浓高于15ｇ／Ｌ后，溶液ｐＨ值逐渐趋于恒定。

除了碳酸钾溶液的ｐＨ值与纯碱溶液的较为相近外，同样浓度下，其它碱溶液的ｐＨ值比纯碱溶液的高。

由图２可知，碱溶液的ｐＨ值随温度的升高而减小。

这是因为电解质水溶液中同时存在Ｈ＋和ＯＨ一，由ｐＨ＝一ｌ球＋ｔｇ［ＯＨ一】可知，当温度一定时，［Ｈ＋］与［ＯＨ一］的乘积为一常数，［ＯＨ负］越高，ｐＨ值也就高；温度发生变化时，Ｋ值发生变化，一般为Ｋ值变大，碱溶液的ｐＨ值下降。

虽然温度对K值有影响，但在电离平衡中［ＯＨ一］的变化不是很大，因此随温度的升高。

碱溶液ｐＨ值平稳减小。

在本试验的温度范围内，各类碱溶液ｐＨ值的变化均在1个单位左右。

2.1.2不同碱剂溶液的ｐＨ值缓冲容量

配置不同的碱溶液，各碱溶液的ｐＨ值缓冲容量见图３。

有图3可知，氢氧化钾，五水偏硅酸钠和硅酸钠的PH值缓冲容量比纯碱的要高。

2.2代用碱的配制及性能

2.2.1代用碱的配制

综上分析，碳酸钾和氢氧化钾可作为代用碱的供碱部分；五水偏硅酸钠、硅酸钠可作为代用碱的ｐＨ值缓冲调节部分；而有机碱三乙醇胺分子质量大，具有一定的表面活性和ｐＨ值缓冲容量，易吸附在织物上，有利于染料的上染和固着，可作为代用碱的添加剂组分。

在综合考虑上述因素的基础上，设计了５种代用碱组合，其组成如表1所示。

2.2.2代用碱的碱性

按表1配制不同的代用碱溶液，碱浓、温度对碱溶液ｐＨ值的影响。

以及代用碱溶液的ｐＨ值缓冲能力分别见图４－６。

从图4和图5可以看出，在５种代用碱中，代碱剂1溶液的ｐＨ值较小，代碱剂４溶液的ｐＨ值最大，且５种代碱剂溶液的ｐＨ值均比纯碱的大，即５种代碱剂用量很低时就能达到纯碱用量较高时的碱性效果。

各种代碱剂溶液的ｐＨ值随碱浓和温度的变化趋势与纯碱溶液的非常接近，均随碱浓的增加而增加，随温度的升高而逐渐下降。

其中，在相同条件下达到相同碱性时，代碱剂４的用量最低。

由图6可知，所有代碱剂溶液的ｐＨ值缓冲能力都较纯碱好，其中ＡｐＨ值变化最小的是代用碱４，说明代碱剂的ｐＨ值缓冲容量均比碳酸钠好。

这是由于代用碱的缓冲能力比碳酸钠大，所以盐酸用量的增加对溶液中ＯＨ一浓度的影响小于碳酸钠。

2.2.3代用碱的应用性能

在活性染料轧蒸法染色工艺中，布面ｐＨ值是重要参数。

布面ｐＨ值过低，织物上所含有效固色碱量低，染料固色率低；布面ｐＨ值过高，染料易水解，不仅固色率低，而且易造成色变。

按1.3节（3）测定布面ｐＨ值，结果见表2。

由表２可知，代碱剂４处理的织物布面ｐＨ值与纯碱最接近。

可以认为，代碱剂４是试验配制的最优的代用碱。

分别以纯碱和代碱剂４为碱剂．进行活性染料轧蒸法单色／拼色染色。

织物的染色性能见表３和表４。

由表3可知，单色染色时，随代碱剂４用量的减少，织物Ｋ／Ｓ值变小；代碱剂４用量较低时，就能达到纯碱的染色效果，且差异小，得色量稳定。

由表4可知，拼色染色时，代碱剂４的用量仅为纯碱用量的1／７，即能得满意的染色效果。

纯碱固色后，单色染色织物的耐皂洗色牢度为３—４级，耐摩擦色牢度为４—５级；代碱剂４固色织物的各项色牢度均能达到上述标准，且染中深色时的色牢度更优。

拼色染色时，以代碱剂４为固色碱剂，灰色织物的耐皂洗色牢度比纯碱固色的好，耐摩擦色牢度与纯碱固色的一致；大红和咖啡色织物的色牢度比纯碱固色的略差。

采用代碱剂４固色后，染色织物水洗残液的ｐＨ值较纯碱低，水洗３次后，残液ｐＨ值接近７（相同条件下纯碱水洗残液ｐＨ值均大于８）。

因此，以代碱剂４作为固色剂可减少水的用量。

3结论

（１）代用碱可以代替纯碱作为活性染料染色的固色碱剂，优化的代用碱剂组分为碳酸钾３５％、五水偏硅酸钠５０％、氢氧化钾８％和三乙醇胺７％。

（２）以自制的代碱剂为活性染料染色的固色碱剂，其用量仅为纯碱的１／１０一1／７，染色织物得色量较高、固色效果较好、色光稳定，色牢度良好，且可以减少水洗次数。

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参考文献：

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