【集萃网观察】活性染料的分子结构简单,色泽鲜艳,色谱较全,使用方便,成本较低,含有磺酸基水溶性基团,在水中电离成染料阴离子,对硬水有较高的稳定性,扩散性和匀染性。由于活性染料有这些优点,自1956年活性染料商品问世以来,经过多年的努力,这类染料已取得了巨大的发 展。在应用技术上,结合节能和减少染色废水,开发了许多新工艺和新设备。
正是因活性染料品种多,染料在对不同纺织品染色时所需的工艺又有很大的差异,染色工艺相对较多,这就需要对它进行综述性的总结。本文将系统地概述活性染料染色的传统工艺和新工艺的方法。
1活性染料的传统工艺
活性染料根据染色过程可以分为浸染,轧染和轧卷堆置染色。
1.1浸染
浸染的对象一般针对的是纱线或绞丝,如棉纱、粘胶绞丝、丝绒、桑蚕绞丝等等。浸染采用的方法大致可分为三类:二浴法染色,一浴二步法染色,全浴法染色。
(1)二浴法染色的特点是染料吸着和固色在两个浴内分两个阶段进行。这染浴始终保持中性,染料上染率高,染浴较稳定,但由于经过两个阶段,所加的促染剂,碱剂和温度等条件不易控制。
(2)一浴二步发染色是把染料、促染剂组成染浴后浸染棉纱,然后在染浴中加碱升温固色。主要用于多品种,小批量染色。这个过程与二浴法不同是在同一染缸中完成染色和固色,工艺质量IL-浴法较容易控制,色差较少。
(3)全浴法是将染料,促染剂,碱剂等在染色开始时即全部加入染浴中的染色方法。染色过程相对简单,条件也易控制,由此产量较高。但染料水解率较高,染色质量稳定性较差。
卷染也属于浸染,只是适合小批量,多品种的生产,灵活性较强。
1.2轧染
活性染料的轧染是为了能够进行连续性的大量生产。但由于受到机械力的作用,染料分子难渗入纤维内部,为了解决这个问题,轧染工艺过程需要汽蒸或者焙烘。由 此轧染工艺可分为汽蒸固色法和焙烘固色法。汽蒸固色法的汽蒸温度一般是101~103℃,时间为40-60秒。焙烘固色法的焙烘温度一般是 150~160℃,时问为2~3分钟。
又根据碱剂和染料的加入,轧染可分为一相法和两相法。一相法是将染料和碱剂放在同一染浴中,浸轧后经烘干,汽蒸或焙烘以及平洗等过程;两相法是浸轧染液和 烘干后,浸轧或喷淋含碱剂的固色液,再经过汽蒸或焙烘处理,使活性染料发生固色反应,固色后还要经过充分的水洗和皂洗。
1.3轧卷堆置染色
活性染料轧卷堆置染色就是浸轧含有活性染料和碱剂的染液后即打卷,堆置。为了能够更好地完成染料的吸附,扩散和固色,一般要采用塑料薄膜包裹并在室温下缓 慢旋转3~24小时。由于通常浸轧堆置温度都在低温进行,故称“冷轧堆”染色。此法是不连续生产,适用于中小批量的多品种生产,较卷然简便,较轧染可以省 去中问烘燥和汽蒸两道工序。用室温堆置可节约蒸汽,由于低温时染料水解减少,相应地节约部分染料。
2活性染料染色新工艺
针对传统工艺的机械自动化水平低,染色时问较长,化学品的消耗大,染色固色率低,色牢度中等和三废等问题,国内外都着重研究活性染料的结构和研发新的工艺和设备。
2.1Eco—Steam系统(经济汽蒸法)
经空气济汽蒸法采用干热空气掺人少量饱和蒸汽的混合载热体,饱和蒸汽在与干热空气混合时绝热膨胀,对饱和蒸汽而言温度提高、压力降低,因此,混合载热体是 不饱和的过热蒸汽。过热蒸汽与干空气及饱和蒸汽相比,反应速度常数要大的多,而活化能却小,有利于染料在纤维上固着。南于过热蒸汽的比热为干热空气的一 倍,而比重尽是干热空气的2/3,因此容易使热量传递给织物,加快染料与纤维的反应。
2.2E—CONTROL工艺(湿蒸染色法)
湿蒸染色法是一种新的染色方法,其轧余率为70%,染色时间为2min。热风烘房只要将湿度稳定控制在按体积25%的蒸汽容量,织物浸轧高反应性的活性染 料,且染液中仅1~2g/L的润湿剂和l0g/L的碳酸氢钠,作为极性解质的尿素可以不用,无盐或少加盐、无水玻璃、无氢氧化钠和不用还原防止剂,此工艺 是一种简单、有效、节能、对环境污染控制明显的清洁生产工艺。
2.3Eco—Flash(固一发色)
Eeo—Flash(易固一发色)新工艺是一种过热蒸汽轧染一步法。采用100%的180℃过热蒸气,其具有以下特点:活性染料烘燥与固色的总时问,同热 媒体中的水蒸汽含量越高,处理时问越短,100%过热蒸汽处理的时问,仅为热空气焙烘的1/9,由于固色时问短,染料泳移远不如热熔染色那么严重。
2.4深色染色两步固色
活眭染料深色染色时,采用先焙烘和再汽蒸两步固色新工艺,具有重现性好、色泽鲜艳、色光纯正、布面光洁、固色率高、牢度好,尤其是熨烫牢度优良等优点,并有利于保护生态环境。
2.5微悬浮体染色工艺
此技术主要用于毛用活性染料上染羊毛的过程,即染色过程中加入微悬浮体化助剂EX—l和EX一2,这种助剂使活性染料以极小的聚集状态存在,在低温时,染 料可大量吸附在纤维表面;当染浴温度升高时,染料分子从微悬浮体中释放,快速扩散到充分膨化的纤维中,无需无机盐促染。
2.6低盐染色工艺
活性染料最突出的问题是竭染率和固色率低,染料的利用率不高,在纤维素纤维传统的染色工艺中为了提高活性染料的上染率和固色率必须加入大量的无机盐(氯化 钠或硫酸钠)。但由此产生的印染废水造成严重的环境污染。高含盐量的废水排放直接改变了江湖的水质,破坏了生态环境,其次是浪费盐资源,增加了成本。
实现低盐的途径主要有改善染料结构,改性纤维素纤维,改变染料在染液中的电性,优化染整工艺等等。
3前景与展望
活性染料染色技术发展迅速,近期我国研究人员正在研究在低盐或无盐和小浴比的条件下完成染色,这无疑有利于环境保护。这也相应地带动了新型的活性染料、新 型助剂以及新的染整设备的发展。在这些新单元出现之时必将需要更优良的工艺过程予以实施加工。我坚信在我国广大研究人员的共同努力下,低,无盐染色工艺和 微悬浮体染色工艺必将能够实现工业化的生产。
来源:张依矿