活性翠蘭和艷藍(lán)的勻染劑TF-210B

1、  活性翠藍(lán)和艷藍(lán)的勻染劑TF-210B                        侯范軍，孫清森，金鮮花，王靜昌                   &#

2、160;(浙江傳化股份有限公司，浙江杭州311215)    摘要:活性翠藍(lán)KN-G和艷藍(lán)KN-R染料染棉織物時(shí)，由于鹽和堿的加入，會(huì)使染料析出，從而出現(xiàn)色花、色點(diǎn)等疵病。通過(guò)合成縮聚物，復(fù)配以特種表面活性劑等，制成活性翠藍(lán)艷藍(lán)勻染劑TF-210B。在活性翠藍(lán)KN-G或艷藍(lán)KN-R染液中添加0520 g/L勻染劑TF-210B，可顯著減少此類(lèi)問(wèn)題的產(chǎn)生。    關(guān)鍵詞:染色;活性染料;勻染劑    中圖分類(lèi)號(hào):TS193.222文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1000401

3、7(2011)14003304    0·前言    活性翠藍(lán)KN-G(CIReactive Blue 21)和活性艷藍(lán)KN-R(CIReactive Blue 19)是兩種應(yīng)用廣泛的藍(lán)色系列活性染料。前者具有色澤鮮艷、成本較低等優(yōu)點(diǎn)而經(jīng)常用于拼染艷綠、翠綠、湖藍(lán)等顏色;后者則具有艷亮的寶藍(lán)色，用其它染料很難拼出，在中溫型藍(lán)色活性染料中占有獨(dú)特的地位。    活性翠藍(lán)KN-G是銅酞菁結(jié)構(gòu)的染料，結(jié)構(gòu)如下:  

4、;              該染料分子母體由4只異吲哚啉縮合后與銅離子絡(luò)合而成，分子結(jié)構(gòu)呈立體形態(tài)。其在水溶液中呈溶膠狀態(tài)，對(duì)電解質(zhì)鹽相當(dāng)敏感，有鹽存在時(shí)，其溶膠逐漸凝聚成團(tuán)狀，且鹽超過(guò)一定濃度后，這種凝團(tuán)會(huì)脫水形成沉淀鹽析出來(lái)。此時(shí)，染液中若有堿存在，因其分子中含有-乙基砜基硫酸酯，隨溶液pH值的升高而逐漸發(fā)生消除反應(yīng)，脫去硫酸酯基而轉(zhuǎn)化為乙烯砜基，從而使水溶性基團(tuán)減少，導(dǎo)致染料的溶解度瞬間下降，染料的鹽析現(xiàn)象更加嚴(yán)重。一旦出現(xiàn)鹽析，染色必定出現(xiàn)色花、

5、色點(diǎn)、染色不勻和色牢度差等問(wèn)題。活性艷藍(lán)KN-R是含有硫酸酯乙基砜基的蒽醌結(jié)構(gòu)的染料，結(jié)構(gòu)如下:               此染料母體蒽醌型結(jié)構(gòu)的平面性很好，且整個(gè)染料分子中只有2個(gè)親水性基團(tuán)，疏水性較強(qiáng)，分子間的疏水性超分子作用力明顯，分子容易發(fā)生聚集，尤其是染色時(shí)因堿和電解質(zhì)鹽同時(shí)存在，其情況與活性翠藍(lán)KN-G染料類(lèi)似，分子中的-乙基砜基硫酸酯隨溶液pH值的升高而逐漸發(fā)生消除反應(yīng)，脫去硫酸酯基轉(zhuǎn)化為乙烯砜基，從而使水溶性基團(tuán)減少，導(dǎo)致染料的

6、溶解度瞬間下降，染料出現(xiàn)分子間的締合而從染液中鹽析出來(lái)1-3。    為了使此兩種染料達(dá)到增溶、勻染、減少水解及防止鹽析之目的，需要加入具有增溶、分散、耐堿作用的染色助劑，使染料在電解質(zhì)濃度較高以及堿存在的情況下，提高溶解度，減少凝聚，從而減輕或克服由于染料的凝聚鹽析而使被染織物產(chǎn)生色花、色點(diǎn)、染色不勻、色牢度差等質(zhì)量問(wèn)題。基于此，浙江傳化公司開(kāi)發(fā)了勻染劑產(chǎn)品TF-210B，并已工業(yè)化生產(chǎn)。    1·試驗(yàn)部分    11勻染劑TF-210B的制備 

7、60;  111試劑和儀器    試劑甲基萘(工業(yè)級(jí)，含-甲基萘1281%，-甲基萘5389%，萘563%，其它2767%)，98%濃硫酸(工業(yè)級(jí))，36%37%甲醛溶液(工業(yè)級(jí))，30%氫氧化鈉溶液(工業(yè)級(jí))等儀器GS12-2型電子恒速攪拌器，PL2002型電子天平(瑞士梅特勒公司)，PHS-3C型pH計(jì)(上海雷磁公司)，ZNHW-型智能恒溫電熱套，DHG-9123型電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱，AVATAR 360型傅里葉變換紅外光譜儀(美國(guó)Nicolet公司)    112合成方法

8、0;   (1)磺化反應(yīng)     將計(jì)量好的甲基萘加入帶有回流冷凝管、電子恒速攪拌器、溫度計(jì)和滴液漏斗的四口燒瓶中，緩慢升溫至150，滴加濃硫酸，用量為甲基萘的15倍，溫度控制在160，連續(xù)攪拌3 h，進(jìn)行磺化反應(yīng)。    (2)水解反應(yīng)       將磺化反應(yīng)液降溫至100，在反應(yīng)液中滴加水進(jìn)行水解反應(yīng)，根據(jù)酸度(22%)滴加水量，連續(xù)攪拌1 h進(jìn)行水解反應(yīng)。  &

9、#160; (3)縮合反應(yīng)    待水解反應(yīng)結(jié)束后，立即滴加甲醛溶液，用量根據(jù)相對(duì)分子質(zhì)量進(jìn)行控制，滴加時(shí)間控制在05 h左右，滴加結(jié)束后在105進(jìn)行保溫縮合反應(yīng)4 h。    (4)中和反應(yīng)    將反應(yīng)液倒入燒杯中，水浴冷卻至30，加入適量的水，在攪拌下加入計(jì)量好的30%氫氧化鈉溶液及固體氫氧化鈣，加完后繼續(xù)攪拌，充分反應(yīng)，過(guò)濾，收集濾液。在濾液中加入適量的碳酸鈉，將濾液中的鈣離子轉(zhuǎn)化成不溶于水的碳酸鈣，再過(guò)濾除去鈣離子，濾液調(diào)至pH=78，

10、即制得縮聚物液體。    113產(chǎn)品的配制    將合成的縮聚物液體加入燒杯中，在攪拌下緩慢加入一定量的特種表面活性劑及添加劑，常溫下攪拌均勻，將pH值及含固量等調(diào)至設(shè)定的指標(biāo)，即得勻染劑TF-210B。    12勻染劑TF-210B的應(yīng)用試驗(yàn)    121試劑和儀器    試劑活性翠藍(lán)KN-G，活性艷藍(lán)KN-R，勻染劑(市場(chǎng)樣)，勻染劑TF-210B，皂洗劑TF-130，元明粉，純堿，硫酸鐵，

11、氫氧化鈉水溶液等儀器AL204型電子天平(瑞士梅特勒公司)，恒溫振蕩染樣機(jī)，循環(huán)水式真空泵，電子測(cè)色配色儀(美國(guó)Datacolor公司)    122耐堿增溶分散性能試驗(yàn)    (1)染料處方/(g·L1)    活性染料       20    勻染劑         

12、; 2    元明粉        3070    純堿          020    注:活性染料(翠藍(lán)KN-G艷藍(lán)KN-R=12)，勻染劑(空白樣、TF-210B、市場(chǎng)樣)。    (2)操作程序    

13、將計(jì)量好的活性染料、勻染劑和水依次加入250 mL錐形瓶中，配制成100 mL染液，置于65恒溫水浴中振蕩，待染料全溶后加入不同用量的元明粉及純堿，開(kāi)始計(jì)時(shí)并振蕩，30 min后用真空泵抽濾，觀察濾紙上染料析出情況，濾紙烘干后稱(chēng)量并記錄數(shù)據(jù)。    123耐堿螯合性能試驗(yàn)4    (1)螯合鈣離子能力    稱(chēng)取l g勻染劑TF-210B樣品于250 mL錐形瓶中，用移液管移取不同質(zhì)量濃度的堿液100 mL加入錐形瓶

14、中，用磁力攪拌器充分?jǐn)嚢?，加入少量質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2%的草酸鈉溶液，用01 mol/L醋酸鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定，至溶液產(chǎn)生永久性白色沉淀為終點(diǎn)。按式(1)計(jì)算該樣品對(duì)鈣離子的螯合能力(以CaCO3計(jì)算)，每克螯合劑所螯合的CaCO3的毫克數(shù)即為鈣離子的螯合值(mg/g):    螯合鈣值=c×V×10009/m(1)    式中:c醋酸鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度/(mol·L1)    V消耗醋酸鈣標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL   

15、60;m勻染劑樣品的質(zhì)量/g    10009CaCO3的摩爾質(zhì)量    (2)螯合鐵離子能力    稱(chēng)取l g樣品于250 mL錐形瓶中，用移液管移取不同質(zhì)量濃度的堿液100 mL于錐形瓶中，用磁力攪拌器充分?jǐn)嚢?，?1 mol/L硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至溶液產(chǎn)生永久渾濁為終點(diǎn)。按式(2)計(jì)算對(duì)鐵離子的螯合能力，每克螯合劑所螯合的鐵離子毫克數(shù)即為該樣品對(duì)鐵離子的螯合值(mg/g):    

16、0;  螯合鐵值=c×V×5584(2)    式中:c硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度/(mol·L1)    V消耗硫酸鐵銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積/mL    m勻染劑樣品的質(zhì)量/g    5584鐵離子的摩爾質(zhì)量    124染色勻染性試驗(yàn)    純棉針織布染色工藝流程:    &#

17、160;            注:浴比120;勻染劑為02 g/L，與染料和元明粉同時(shí)加入。    處方    染料/%(omf)               x    元明粉/(g·L1

18、)          60    純堿/(g·L1)            20    染色后處理50，沖洗10 min50，用醋酸中和10 min95，用2 g/L TF-130皂煮15 min50，沖洗10 min冷水沖洗10

19、 min    將染色后處理完的布樣烘干后，電子測(cè)色配色儀測(cè)K/S值，進(jìn)而判斷勻染性。    2·結(jié)果與討論    21勻染劑TF-210B的紅外光譜    將112節(jié)合成方法得到的縮聚物烘干后，采用傅里葉變換紅外光譜儀檢測(cè)，見(jiàn)圖1。               

20、60;  由圖1可看到，3 450 cm1是羥基伸縮振動(dòng)吸收峰，3 054 cm1處是萘環(huán)CH的伸縮振動(dòng)吸收峰，1 6351 597 cm1處是萘環(huán)骨架振動(dòng)吸收峰，1 450cm1是亞甲基碳?xì)滏I的彎曲振動(dòng)吸收峰，1 3571 037 cm1是磺酸根的吸收區(qū)域，1 190 cm1和1 129 cm1的振動(dòng)峰表明芳基磺酸鈉的存在，895 cm1、833 cm1和756 cm1分別是萘環(huán)上孤氫、二個(gè)相鄰

21、氫和三個(gè)相鄰氫碳?xì)滏I的彎曲振動(dòng)吸收峰。由此可得知，縮聚物分子中有萘環(huán)及磺酸基存在，所合成的產(chǎn)物即為所需要的目標(biāo)產(chǎn)物甲基萘磺酸鹽類(lèi)縮聚物。    22勻染劑TF-210B的應(yīng)用性能    221耐堿增溶分散性能   注:(1)表1中以濾紙質(zhì)量(g)變化表示染料的析出情況。(2)濾紙質(zhì)量大于06 g，說(shuō)明濾紙上有不同程度的染料析出;濾紙質(zhì)量小于06 g說(shuō)明無(wú)染料析出。數(shù)據(jù)在0506 g之間波動(dòng)，主要是由于抽濾時(shí)濾紙有一定的染液帶液量所致。一般染料不析出時(shí)波動(dòng)較

22、小(濾紙本身質(zhì)量也在0506 g)，不影響結(jié)果判斷。    從表1可以看出，在不加純堿的情況下，染料水解程度較小，染料分子中有大部分硫酸酯基。元明粉用量3070 g/L、純堿020 g/L時(shí)，不加勻染劑，染料也不會(huì)析出。在堿性條件下，未加勻染劑的空白樣中染料水解加劇，染料的硫酸酯基逐漸從染料分子中脫離，使溶解度迅速降低。元明粉的存在，則使染料逐漸鹽析析出，而且隨著元明粉及純堿用量的增加，染料析出更明顯。加入勻染劑市場(chǎng)樣及TF-210B的試樣，在元明粉質(zhì)量濃度為3070 g/L、純堿質(zhì)量濃度為020 g/L

23、時(shí)，均無(wú)染料析出。    222耐堿螯合性能                從圖2看，勻染劑市場(chǎng)樣及TF-210B對(duì)鈣離子、鐵離子均具有一定的耐堿螯合能力，兩者的螯合能力基本相當(dāng)。氫氧化鈉質(zhì)量濃度低于20 g/L時(shí)，堿用量對(duì)螯合力影響比較緩和，比較適宜常規(guī)的活性染料染色條件，且其螯合力也比較適中，不會(huì)對(duì)染料產(chǎn)生不良影響。    223勻染性

24、0;   染色過(guò)程中勻染劑質(zhì)量濃度變化對(duì)上染情況的影響用K/S值表示，見(jiàn)表2。                由表2可見(jiàn)，隨著勻染劑TF-210B質(zhì)量濃度的提升，織物表面得色深度(K/S值)逐漸降低，說(shuō)明隨著勻染劑質(zhì)量濃度增加，緩染的效果越來(lái)越明顯，有利于染料均勻地上染織物，減少或避免產(chǎn)生色花、色點(diǎn)現(xiàn)象。勻染劑質(zhì)量濃度1 g/L，不同染色時(shí)間時(shí)上染情況用K/S值表示，見(jiàn)表3。