多氨基封端阳离子改性剂在涤棉一浴法染色中的应用文献综述
2020-04-01 11:02:35
近年来,棉织物因绿色环保生态的特性,迎合了人们回归自然、追求绿色的心理而迅速发展。而涤棉混合织物也渐渐的受到大众的欢迎,涤棉既突出了涤纶的风格又有棉织物的长处,在干、湿情况下弹性和耐磨性都较好,尺寸稳定,缩水率小,具有挺拔、不易皱折、易洗、快干的特点,不能用高温熨烫和沸水浸泡。而涤棉的缺点也较明显,涤棉其中的涤纶纤维属于疏水性纤维,对油污的亲和力很强,容易吸附油污,而且穿着过程中易产生静电而吸附灰尘,难以洗涤,而且不能用高温熨烫和沸水浸泡。涤棉是合成纤维,不能降解。在涤棉的使用中,染色过程也成了大多数工厂想要降低成本,提高染色效果主要改进的对象,现在多数工厂都选择了一浴法染色。
一浴法染色的优点较为明显,它缩短工艺、节省时间,突破常规的涤棉两浴染色方法,使分散/活性染色一浴一步完成,省去了染涤后的还原清洗过程。因传统方法染涤是在弱酸性浴中进行,染涤后需要进行还原清洗,去除布面浮色及把布面PH值调至中性才不影响活性染料的上染;而新工艺一浴一步在中性条件下染色,省去了清洗过程,只需染色后皂洗去除浮色即可;由于减少了染色工序,染色时间缩短了26%;设备利用率及工人生产效率提高了30%以上。同时它降低了污水的排放量、节约水、电、汽消耗,节省成本。每吨布节约水的消耗44.4%;节约电、气、汽的消耗25-30%;污水排放减少了44.4%,减少对环境的污染及降低了污水处理费用;据估算每吨布染色成本可以降低20-30%,增加了企业利润。此工艺的开发成功,大大缩短染色时间,提高产量和质量。而一浴法染色的主要缺点则是活性染料利用率较低,因而适用于染浅色或棉纤维含量较少的混纺织物。
在涂料浸染工艺中,阳离子改性剂很重要,改性效果对涂料粒子的染深性、匀染性及色牢度有重要影响。阳离子改性剂的化学结构通常分为3个部分:活性基团如环氧基,氯三嗪基、氯乙醇基等,在一定条件下能与纤维上的#8212;OH、#8212;NH2反应;阳离子基团(一般为季铵盐),吸附带负电荷的涂料粒子;疏水链,使改性剂与涂料粒子具有一定的相容性和结合力。受空间结构的影响,改性剂主要与纤维素纤维的伯羟基(#8212;CH2OH)反应。反应过程中同时也存在水解反应等副反应,应适当控制好反应条件以增进阳离子化试剂的利用率。阳离子改性剂产品有DyStar的预-阳离子化助剂LavaConE、Clariant的SANDENE2000LIQ、日本明成化学工业株式会社的Aromafix系列、上海大祥化工的预处理剂KZ-76K、上海长盛印染化工的涂料染色增深剂PT和PNT、苏州联胜化学有限公司的改性剂RS、广州创越化工的阳离子改性剂CY-210(纤维素纤维改性)和CY-220(蛋白质纤维改性)等。江南大学纳米色素与喷墨印花研究开发中心还专门研发了适用于超细涂料染色的含环氧氯丙烷侧基的水溶性聚酰胺多胺型阳离子改性剂,得色深,且容易避免发生染花现象。
氨基封端低聚物含有丰富的氨基和亚胺基且成网状结构,能在次亚磷酸钠和柠檬酸等的催化下同棉纤维进行交联,实现棉织物的无盐染色,同时染色后有很好的上染百分率和固色率,染色后牢度良好。
活性染料因色谱齐全、色泽鲜艳、应用工艺简便、适用性强、价格相对便宜等优点,而成为最大一类的棉用染料。但其最突出的问题是固色率低。为了提高活性染料的上染率,在棉纤维传统染色工艺中,需加人大量的无机盐(氯化钠或硫酸钠)[12].棉纤维常用活性染料染色,需加人大量盐,以提高染料上染率和固色率,但盐的加入会导致水质恶化,破坏生态环境[5].长期以来,印染厂染涤棉或涤粘织物大多采用两浴法完成,染色时间长达10 h,生产效率低下,且浪费大量水、电、汽,排污量大[15]。
涤棉织物染色成品质量的优劣,不仅与染色加工有关,还与前处理加工等有很大关系。活性染料是染棉最常用的染料,但活性染料在染色过程中的利用率低,资源浪费和环境污染等问题越来越受到人们的关注,因此,如何提高染料的利用率、降低染色用盐量是人们一直关心的问题.对棉纤维进行化学改性,在织物上引人阳离子基团,可以大大提高棉织物对阴离子染料的吸附能力。棉纤维阳离子化是有效解决活性染料染色问题的途径之一,通过化学结合或物理吸附,使阳离子化合物(主要是含氮化合物)固着在纤维上,提高染料的竭染率和固色率,在染色过程中可减少甚至不使用无机盐[8]。棉纤维阳离子化试剂与棉纤维的结合方式分为反应型和非反应型,近年来大多着眼于开发反应型。棉纤维通过阳离子改性, 使涂料通过浸染上染棉或使棉用直接、活性染料染色增深,提高染料的上染率,这方面的研究已有一定的深度。改性剂的研究虽说有一定进展,但相对滞后,而且已研究出来的一些改性剂往往存在成本高, 有异味,改性均匀性差等缺点[14]。
纤维素纤维在染浴中带负电荷,而大多数用于染棉的染料均呈阴离子性(酸性、反应性染料、直接染料以及还原染料隐色体等),由于静电斥力,染料的上染受到抑制,染浴中往往需要加入大量的中性电解质来提高染料上染率。这些电解质随染色废液排出,给环境造成了极大的污染负荷。对纤维素纤维进行化学改性,通过用含有不同活性基团(如环氧基、活性卤、乙氧基化物或胺)的氢或反应性阳离子改性剂预处理棉,减少或消除纤维上负电荷效应,可以提高纤维吸附染料的能力[1]。聚酰胺表氯醇树脂是一种反应性聚合物,该化合物中存在对纤维素纤维有高度亲和力的仲氨基和叔氨基,在碱性或中性条件下,能够实现对纤维素纤维的表面改性,将正电荷引入纤维素纤维,从而提高纤维对染料的直接性和反应性.研究表明,纤维素纤维经PAE树脂改性后能显著提高反应性高的活性染料的上染率和固色率,但不能改善一氯均三嗪等低反应性活性染料的固色率.为此,人们又开发研究了许多有效的方法,如将乙二胺引入PAE中.乙二胺的引入增加了PAE树脂的交联性,处理织物时由于其亲核氨基数量的增多使其与染料的反应性提高[8].聚乙烯胺阳离子改性剂改变织物表面电荷性质,不含游离甲醛较为环保.且在提高织物干/湿摩擦牢度和表观深度的同时获得较好的手感,省去阴离子型粘合剂染色过程中柔软拉幅工序,以达到节能的目的[10].
随着人们环保意识的不断增强,以及相关法律法规的日益完善,活性染料染色时盐污染成为亟待解决的问题。为此,近年来活性染料的低盐染色已成为国内外研究的一个重要课题[12]。本文用自制的氨基封端阳离子改性剂对涤棉织物进行一浴法染色前改性,并研究了改性后涤棉织物的染色性能。
参 考 文 献
[1] 李瀚宇,王冬生,齐文玉. 改性剂FK-316在低盐染色中的应用[J].印染助剂,2011(14):19-23