活性染料的發(fā)展與應(yīng)用

1、活性染料的發(fā)展與應(yīng)用摘要：通過對活性染料的發(fā)展歷史及其現(xiàn)狀、染色過程及固色原理、 以及著重對使用活性染料冷軋堆染色法對棉織品染色與其工藝主要 問題如染料的選擇、工藝控制、紡織物染色后的性能、存在問題及解 決方法等并結(jié)合生產(chǎn)。對活性染料的發(fā)展及應(yīng)用前景進(jìn)行闡述和探 討。關(guān)鍵詞：染色 活性染料 發(fā)展 應(yīng)用刖言活性染料工業(yè)化生產(chǎn)始于1956年，至今已有半個世紀(jì)。它不 僅色譜齊全、色澤鮮艷、應(yīng)用工藝較簡單，而且可以和許多纖維形成 共價鍵結(jié)合，因此受到了廣泛關(guān)注。另外，隨著近年來許多常用染料 如直接、還原、酸性和媒染染料等由于存在環(huán)境污染和安全等問題， 被禁用或限用，活性染料逐漸成為主要的代用染料，發(fā)展

2、迅速。它不 僅是纖維素纖維染色所用的最重要的一類染料，而且還不斷擴(kuò)大到蛋 白質(zhì)纖維和合成纖維。活性染料是目前應(yīng)用最廣泛的一類染料，是取 代禁用染料及其他纖維素纖維用染料的最佳選擇之一，因此，活性染 料的開發(fā)和應(yīng)用非常重要。1染色過程及固色機(jī)理活性染料染色包括下列基本過程：1、吸著（吸色）：纖維人染 液中吸取染料并向纖維內(nèi)部擴(kuò)散。2、固著（固色）：染料與纖維發(fā) 生化學(xué)反應(yīng)，生成共價鍵結(jié)合。3、水洗：未固著的染料從纖維上洗 去。染色時，活性染料首先溶解于水，染料和水分子同時進(jìn)入纖維 內(nèi)部，并被纖維吸著。2 主要染色技術(shù)活性染料低堿性和中性染色；(2 )活性染料低鹽和無鹽染色活性染料低溫和冷軋堆染色

3、；活性染料濕短蒸染色；活性染料小浴比染色；活性染料短流程和一浴法染色；活性染料“一次準(zhǔn)”和受控染色；活性染料交聯(lián)和聚合染色；(9 )活性染料非水介質(zhì)染色；(10)活性染料高效水洗、固色處理和水循環(huán)利用染色。其中最常用的是冷軋堆染色工藝，冷軋堆染色是將織物浸軋染液 后在室溫下打卷堆放，并不斷緩慢轉(zhuǎn)動，使染料均勻染著和固色。主 要優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備投資少、能源消耗低、工藝簡單、產(chǎn)品質(zhì)量好、生產(chǎn)更 為靈活，可以滿足目前紡織行業(yè)“清潔生產(chǎn)”的要求。目前冷軋堆 染色法所耗用的活性染料占世界活性染料總使用量的20%30%。該 工藝在香港和日本已經(jīng)被大面積采用，尤其在歐洲最為流行。近年國 內(nèi)也在研究和推廣使用，它屬

4、于染整行業(yè)的節(jié)能技術(shù)，也是今后的發(fā) 展方向之一。因此，冷軋堆染色工藝越來越受到印染行業(yè)的重視。據(jù) 統(tǒng)計，歐洲35 %的活性染料被用于冷軋堆染色，在染色工藝中占很 重要的地位。3棉織物活性染料冷軋堆染色工藝3.1冷軋堆染色的特點(diǎn)和設(shè)備3.1.1特點(diǎn)能源消耗少。據(jù)統(tǒng)計，與常規(guī)連續(xù)軋染相比較水電氣的總體 消耗降低20%30 %。染料固色率高。在冷軋堆工藝中，活性染料的固色率可達(dá)到 90 %以上。環(huán)境污染小。冷軋堆染色工藝中電解質(zhì)用量少，染料的利用 率高，污水排放少。設(shè)備投資低。染色牢度高。染料的滲透性優(yōu)良，可以消除染色織物的“環(huán)染”現(xiàn)象。適應(yīng)織物品種廣，如卡其、燈芯絨、彈力府綢、毛巾和針織 物等3.

5、1.2設(shè)備冷軋堆染色設(shè)備由一臺均勻軋車，一套打卷裝置，配套比例泵 和水洗設(shè)備組成。均勻軋車與比例泵，對染色質(zhì)量至關(guān)重要。均勻軋 車膠軸的橡膠要具有良好的彈性，保證軋余率控制穩(wěn)定；與染色機(jī)配 套的比例泵設(shè)備為活塞式比例泵、氣動薄膜泵與旋轉(zhuǎn)式輸送泵。根據(jù) 設(shè)定的比例，將染液與堿液均勻混合后注入軋槽；織物浸軋后進(jìn)行打 卷、堆置、固色，退卷、水洗、烘干即可。3.1.3染料選擇冷軋堆染色用活性染料，在中性條件下溶解度大于150 g/L， 因為堿性染液中Na+增加，會導(dǎo)致染料溶解度下降和染料凝聚，造成 染料滲透困難而形成表面浮色。選用的活性染料直接性要低，便于前 后色光控制;常溫反應(yīng)速率要快,能夠常溫堆置

6、固色;拼混染料要能夠 同步上染、同步固色、同步水解，色光穩(wěn)定，容易控制。活性染料冷軋堆染色中，染料選擇應(yīng)滿足如下-要求：溶解度高；染料直接性低，且接近；三原色或拼色染料反應(yīng)性一致，不能有較大差異；染料的反應(yīng)性要強(qiáng)；耐堿性優(yōu)良。3.1.4工藝流程工藝流程浸軋染液一打卷一堆置一水洗一皂洗一烘干(1)配置染液染液與堿液分別配制，在染色前通過比例泵按設(shè)8定比例混合， 注入浸軋槽染色。在溶解染料時以低溫化料為好，如用熱水，需待溫 度降低后再與堿液混合，一般在2025C。軋槽的容積在50 L以下 為好，以使軋槽內(nèi)染液快速循環(huán)，保持染液更新。在生產(chǎn)時應(yīng)注意保 持液位一致，避免忽高忽低。運(yùn)行時，可以通過計算織

7、物的平方米克 量、幅寬、軋余率、車速、軋槽容積，得出染液的循環(huán)時間，以此來 調(diào)整軋槽染液的循環(huán)時間。對于水解速度快的染料，可以降低染液溫 度以保證染液的穩(wěn)定。染液與堿液在混合前應(yīng)過濾需經(jīng)常檢查管道是 否暢通，防止管道堵塞；定期校正比例泵的準(zhǔn)確性，防止止出現(xiàn)誤差。 滲透劑應(yīng)選擇對燒堿與電解質(zhì)穩(wěn)定的陰離子型滲透劑?？椢锝埥埛绞?一浸一軋,軋余率60 *70 %，浸軋溫度2025C, 車速3040 m /m in。車速可以根據(jù)織物進(jìn)行調(diào)整，以保證染液快 速循環(huán)。染液配置時應(yīng)使用軟水，如果水的硬度大或鈣鎂離子含量高， 可以加入螯合分散劑對水質(zhì)進(jìn)行軟化處理，防止鈣鎂離子等遇到硅酸 鈉后形成硅垢影響染

8、色效果。打卷織物出軋車后通過導(dǎo)布輥引向打卷裝置，在這段距離內(nèi)，織物的 經(jīng)向張力不要太大，否則打卷過于緊密，織物上會出現(xiàn)縫頭印的壓痕， 細(xì)薄織物上則容易形成經(jīng)向條影。打卷時布邊要對齊，打卷完成后盡 快使用塑料薄膜緊密包覆，防止外層織物出現(xiàn)風(fēng)干。堆置織物染色后被卷繞在A字架上，勻速轉(zhuǎn)動，室溫下(2530C)絲光織物的最短固色時間為46 h,為保證每只染料都能達(dá)到 固著平衡，堆置時間為1012 h?？紤]到拼色染料反應(yīng)不同，為使 所用染料充分固著，可適當(dāng)延長堆置時間，這對于已經(jīng)在纖維上固著 的染料沒有影響。如果選擇的拼色染料固色速度不同，在其它染料達(dá) 到固著平衡后，反應(yīng)性低的染料仍會繼續(xù)反應(yīng)，水洗時間

9、差異會使織 物得色不同。選擇0 2羥基乙烯颯硫酸酯反應(yīng)基團(tuán)的活性染料，如 Remazol、M arcozolVS，這兩組染料反應(yīng)的同步性較好。冷軋堆染色 工藝中，染液中的硅酸鈉與燒堿一起具有緩沖作用，對染色沒有不良 影響，但會影響織物的手感。工廠比較常用的工藝為水玻璃用量50 95 mL /Lo冷軋堆染色中由于水玻璃用量不同，堿劑用量也隨之改變。洗滌洗滌工藝流程為冷水洗一溫水洗一醋酸中和一皂洗一溫水洗水洗前要檢查設(shè)備傳動導(dǎo)輥是否光滑均勻，防止硅垢沉積于設(shè)備 傳動部分，從而造成織物的擦傷或引起折皺。冷水洗時要將織物所帶 的硅酸鈉充分去除，防止硅酸鈉在酸性條件下聚集形成膠體，洗滌后 織物應(yīng)呈中性。

10、3.1.5問題與措施(1)色差半成品布面溫度和pH值的均勻性，會影響軋液的穩(wěn)定性及色差。半成品打卷后，外層溫度低，內(nèi)層溫度高，連續(xù)生產(chǎn)時將引起軋槽染 液溫度的升高，加速染料水解，造成前后色差。生產(chǎn)時，半成品需充 分冷卻，進(jìn)布前加長透風(fēng)架，并送冷風(fēng)冷卻布面。冷染用半成品應(yīng)保 證布面pH值的一致性，以減小色光波動。若所用染料溶解度較低， 會導(dǎo)致重現(xiàn)性差，前后色光易波動，所以應(yīng)選擇常溫堿性條件下溶解 度較大的染料。堆置環(huán)境度的均勻程度也會影響左右色差冬季可加 溫，以免打卷左右溫度不勻引起色光波動。堆置地面要平，以防止染 液因傾斜而遷移。（2）布面黑氣粗厚斜紋織物冷軋堆染色時，布面常出現(xiàn)隱約的小黑點(diǎn)，

11、使布面 不飽滿、不勻，形成布面黑氣。這是因為前處理時半成品處理不勻造 成織物滲透性差，使織物各部分滲透不一及染料擴(kuò)散性差所致。解決 辦法：使用布鐵和直輥聯(lián)合絲光機(jī)改善絲光效果，對于棉結(jié)較多的粗 厚斜紋織物，染色前可輕刷毛。同時，選用直接性低的染料，使染料 在強(qiáng)堿條件下進(jìn)入纖維內(nèi)部的速率盡量保持一致。（3）滲透性差即使粗厚織物的前處理能達(dá)到勻、凈、透，若染料滲透性差，仍 會造成滲透不勻，并產(chǎn)生染斑。解決辦法；適當(dāng)提高浸軋液溫度， 以增加染料的滲透性；選擇常溫堿性條件下溶解度較大的染料，使 染料在纖維內(nèi)部的均勻擴(kuò)散，以減少滲透不勻、色點(diǎn)、色斑和色光波 動；添加滲透劑。（4）邊淺染色時，造成邊淺的原

12、因主要有以下幾種：開車過程中，成 卷時間長，布邊水分揮發(fā)；打卷環(huán)境濕度低，堆置布邊包裹不嚴(yán)， 稀薄織物及滌棉混紡織物布邊水分快速蒸發(fā)；浸軋染液溫度較高而 堆置溫度低于15C，延長堆置時間也不能進(jìn)行固色。解決辦法： 固定打卷時間，40 m in之內(nèi)成卷；保持堆置環(huán)境溫度高于軋槽 染液溫度2笆；包卷要密封，避免與空氣接觸形成邊淺。（5）縫頭印織物經(jīng)軋車后，縫頭處與正常布面的帶液量不一，會造成縫頭 印。解決辦法：使用二線或者三線包縫機(jī)對接頭，不用平縫機(jī)搭接 頭；對接處盡量拉開，使對接布無搭壓或卷邊，降低接縫處的厚度， 減少縫頭??；縫線紗支與生產(chǎn)織物相同，縫線捻度盡量小，針距不 能過密；降低打卷壓力，在縫頭處添加一層塑料薄膜。結(jié)語活性染料是一種性價比最高的纖維素纖維用染料。不僅是取代禁 用染料和其他類型纖維素纖維用染料的最佳選擇之一，而且它能用經(jīng) 濟(jì)的染色工藝和簡單的染色操作獲得高水平的各項堅牢度特別是濕 牢度，它具有色譜寬廣、色澤鮮艷、性能優(yōu)異