活性染料染色论文汽车涂料论文

活性染料染色论文汽车涂料论文
活性染料的溶解性能及其对染色工艺的影响
[摘要]活性染料的水溶性非常好，但这种特性受一些物质或助剂的影响却是很大的，这一点往往容易被忽视。

在活性染料染色过程中不时产生色花色差或者染色重现性不好的问题，经常与此相关。

着重讨论活性染料在其染浴中的溶解性能，指出其对染色过程所产生的影响，并提出解决问题的方法。

[关键词]活性染料溶解度染色色差
一、前言
活性染料的品种很多，色谱齐全、工艺简单且价格相对低廉，因而受到广泛应用。

染色后出现色差、色花或者缸差，通常要重新对织物进行染色或者修色加工。

这不仅影响生产效率，还造成染化料、蒸气、水的浪费以及污水排放量的增加，进而使生产成本增加。

而在目前强调环境保护的大背景下，染色一次性成功率就显得更为重要了。

一般来说，活性染料具有良好的水溶性，不同类型的活性染料与纤维素的反应性能明显存在差异，固色率比较低。

这是各厂家都很了解的，比如采用同类型染料做拼色、对不同类型染料采用相应的温度条件等，应用比较成熟。

但有不少工厂还是不时出现色差、色花、缸差等问题。

这主要是因为对活性染料的应用性能掌握得不够充分。

事实上，活性染料的溶解、水解情况受水质、电解质、及碱剂的影响是很大的，
不同的活性染料受影响程度又不同。

对这些问题认识不足，都可能造成工艺处理及操作不当，从而影响到活性染料染色的匀染性和重现性。

二、盐剂的影响及使用要点
在活性染料染色时，元明粉或食盐总是要用的。

因为活性染料的上染率低，电解质的使用可以对此有比较明显的改善。

但盐剂也会显著影响活性染料的溶解状态，甚至在染液中形成聚集颗粒，便容易造成色渍、色花，或者染色质量不稳定。

在盐类电解质的作用下，溶液中的活性染料阴离子的电介层变薄，使其相互之间的斥力减弱，相互靠近，并可能由于疏水结构间的引力而形成染料离子的聚集。

这种染料离子的聚集状态在没有电解质存在时，其实也是存在的，但聚集程度较低，随着上染过程的进行，这些小的聚集体会离解成为单个的染料离子。

或者说上染仍以单分子状态进行。

而当电解质过多时，高度聚集的染料离子难以离解并沾染纤维，然后与纤维素反应固色从而形成色点。

当然，不同结构的活性染料受影响程度不一。

染料结构大、水溶性基团少的更可能造成染料离子的聚集。

下面是活性翠蓝KN-G的溶解性能（60℃）试验结果：
我们也做了另外一些活性染料的溶解性试验。

试验结果表明电解质对活性染料的溶解度影响确实很显著。

这样就很可能造成染色时出现色渍或染色不匀的问题。

当然，盐剂促染使上染速率增大也可能造成色花，这一点是众所周知的。

在此，针对活性染料的染色提出如下应用注意事项：第一，食盐促染的最大浓度控制在70g/L以下。

这是以染料浓度为40g/L时，测试多种染料的溶解度而获取的结论。

如果采用70g/L以上的食盐浓度，大部分活性染料的溶解度在40g/L以下。

第二，注意施加食盐的方法。

一是采用多次加入，至少二次。

二是在染料上染至浓度较低时再加入食盐。

三是一旦加入食盐则立即搅拌，确保食盐及时完全溶解，以使用已溶解的染料为好，特别要避免固体食盐溅到织物上。

这样可以避免因促染力度过大而造成色花以及局部食盐浓度过高而引起染
料聚集造成色渍的问题。

三、碱剂的影响及使用要点
活性染料染棉纤维织物必须要用碱剂固色，同时又存在遇碱水解的问题。

事实上，活性染料的溶解度也受到碱剂的影响，不同类型的活性染料受碱剂的影响程度还不一样。

因此，如果碱剂使用不当，会显著影响染色效果。

首先，在活性染料染色时所使用的纯碱或者磷酸钠也是强电解质，与前面讨论的盐剂一样，也会影响染料的溶解度。

需要指出的是，
KN型活性染料的溶解度受碱剂的影响非常大，很容易造成染料的聚集，进而在织物上形成色点色花问题。

大多数KN型活性染料上染纤维素纤维的原理可表示如下：
也就是说KN型活性染料大都与纤维素发生亲核加成反应而固色。

可以注意到，染料在此过程中的结构变化：硫酸酯乙基变为乙烯基。

这就是很多KN型活性染料在有碱剂存在时溶解度显著下降的原因，这种影响比盐剂的影响大得多。

试验结果：
试验条件：纯碱2g/L（pH＝10.9），食盐602g/L，六骗磷酸钠2g/L，80℃。

其次，碱剂是固色剂，在上染过程中加入碱剂，会造成染料固色过快而移染不充分，加上其电解质的特性使上染速度加快，从而很容易造成色花。

因此，关于碱剂的使用，我们建议从以下几方面加以重视。

第一，在上染中途加入碱剂时，分次逐步增加碱剂加入量。

如按总碱量的10％、30％，60％分三次加入，加入间隔约15分钟。

时间间隔越长效果就越好；第二，与加盐剂一样，注意碱剂本身的溶解问题，避免局部浓度过高，最好使用已溶解好的碱剂；第三，对于受碱剂影响很
大的活性染料，不妨采用预碱法染色，这样能最大程度克服染料溶液受到碱剂影响的问题。

四、关于助剂的使用问题
在配制活性染料染液时，一般比较注意其水解问题，就是配制好的染液放置时间不能太长，最好是随配随用，一般很少考虑使用助剂的问题。

其实，为了获得比较稳定的工艺条件，取得良好的染色效果，合理使用助剂是有益的。

（一）关于水质及软水剂的使用问题
活性染料的染液配制应使用软水。

日常使用的自来水的硬度大概在120ppm左右，水硬的稳定性一般也不好。

硬水中的钙、镁盐也是电解质，当然影响活性染料的溶解度。

另外，它们可以与纯碱产生作用，形成碳酸盐沉淀，一旦沉淀粘附于织物就很容易造成色花问题。

所以硬水不仅增大纯碱消耗，还造成碱剂使用量的不稳定，甚至形成染色疵病。

因此，活性染料的染液应使用软水。

在水质不符合要求时，在染浴中加入适量软水剂是必要的。

建议采用1－2g/L的六偏磷酸钠。

（二）关于助溶剂的使用问题
由于一般认为活性染料的水溶性、移染性都比较好，往往容易忽视对助溶剂或匀染剂的使用。

前述讨论说明，活性染料在其染浴中的溶解性能并不能象在其水溶液中一样那么好，尤其是含乙基砜活性基结构的染料。

因此，在活性染料染浴中，应考虑加入如润湿剂BX一类的助剂，以减弱盐、碱以及硬水等对染料溶解度的影响。

五、结论
1．盐剂、碱剂及硬水对活性染料的溶解度有显著影响。

含乙基砜结构的活性染料受碱剂的影响特别显著。

2．工艺操作应按文中所述予以注意。

3．活性染料染浴可考虑加入适当助剂增强染浴稳定性。

参考文献：
[1]王菊生，染整工艺原理（第三册），1984.10.
[2]防止翠蓝活性染料盐析的实践，印染，2008/7.
[3]纯棉针织物活性染料染色缸差的控制，纺织服装周刊，2008/11.
作者简介：
郭开华，男，汉，湖北公安，武汉职业技术学院，学士，高级工程师，主要研究方向：印染工艺。

注：“本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文。

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