2002年評(píng)為無(wú)錫市高新技術(shù)企業(yè)、2007年評(píng)為江蘇省高新技術(shù)企業(yè),并通過(guò)ISO9001認(rèn)證,AAA級(jí)資信企業(yè)
定型機(jī)、涂層機(jī)專業(yè)生成廠家無(wú)錫前洲興華機(jī)械2022年2月14日訊 介紹了活性染料的結(jié)構(gòu)分類、染色機(jī)理；針對(duì)不同活性染料所需要的特定染色工藝及染色工藝存在的問(wèn)題，探究了對(duì)其存在的問(wèn)題的解決方法，針對(duì)工廠生產(chǎn)用水及廢水排放問(wèn)題，通過(guò)對(duì)固色劑的固色原理和特性的介紹，選擇合理的工藝和用量，以減少工業(yè)廢水的排放。
作者：邊海騰 韓耀春
棉纖維屬于天然纖維素纖維，棉織物具有柔軟的手感、良好的吸濕透氣性和優(yōu)良的服用性能，隨著人們?nèi)找孀⒅卮┲】岛统缟凶匀?，棉織物受到人們的喜?ài)?；钚匀玖鲜敲蘅椢锶旧闹饕玖现?。市場(chǎng)上基本以活性染料為主，小部分還原染料，硫化染料因環(huán)保原因已淘汰。但活性染料容易水解，在傳統(tǒng)工藝中，存在上染率和固色率較低的問(wèn)題，染料的利用率低，產(chǎn)生大量的有色污水，而且活性染料染色時(shí)，為了滿足固色需要，固色階段需加入堿劑，染料在堿性條件下極易水解，導(dǎo)致染料利用率降低。為了去除水解和未固色的染料，常需耗時(shí)耗能和成本昂貴的水洗工藝，水洗工藝不僅帶來(lái)大量的廢水，也加大了后續(xù)廢水處理的難度，而且污水處理成本大大提高?；诖?，近年來(lái)活性染料染色和棉織物的固色已成為研究熱門(mén)主題。
1.1 活性染料的結(jié)構(gòu)
活性染料是一種在分子結(jié)構(gòu)上帶有活性基團(tuán)的水溶性染料，能與纖維素纖維上的羥基、蛋白質(zhì)纖維上的氨基發(fā)生共價(jià)鍵結(jié)合。
活性染料的結(jié)構(gòu)可用下面的通式表示W(wǎng)-D-B-R，式中W為水溶性基團(tuán)，D為發(fā)色體，B為活性基與發(fā)色體連接基，R為活性基。染色通過(guò)染料與纖維反應(yīng)形成共價(jià)鍵。染料結(jié)構(gòu)決定了活性染料的反應(yīng)活性、固色率、色牢度和應(yīng)用條件。
單活性基活性染料根據(jù)其反應(yīng)活性可分為X型、K型和KN型：X型活性染料反應(yīng)性較強(qiáng)，穩(wěn)定性較低，易于水解，但上染速率較快，適用于低溫染色；K型染料反應(yīng)性較弱，穩(wěn)定性較高，適用于較高溫下染色；KN型活性染料的性能和染色條件介于兩者之間。市場(chǎng)上溢流機(jī)和氣流機(jī)染色以KN型為主。
1.2 活性染料的優(yōu)缺點(diǎn)
1.2.1 活性染料的優(yōu)點(diǎn)
①活性染料與纖維之間共價(jià)鍵結(jié)合，一般情況下，這種結(jié)合鍵不會(huì)解離，所以活性染料在纖維上一旦染著，就有很好的染色牢度，尤其是濕處理牢度。
②色澤鮮艷度、光亮度特別好；
③成本比還原染料低；
④色譜齊全。
1.2.2 活性染料缺點(diǎn)
①耐氯及日曬牢度較差；
②在水中易水解，利用率低，產(chǎn)生大量的有色污水，為了滿足活性染料固色需要，染色階段需加入堿劑，而染料在堿性條件下又極易水解，導(dǎo)致染料利用率降低。
染色時(shí)活性染料首先溶于水，染料和水分子進(jìn)入纖維內(nèi)部，并被纖維吸附。染液中染料的上染程度取決于染料的親和力和染液中的電解質(zhì)的濃度，染色過(guò)程中染料向纖維內(nèi)部擴(kuò)散的同時(shí)還能和纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)：
此外，部分染料將發(fā)生水解，水解的染料也能吸附在纖維上。纖維素纖維在中性介質(zhì)中是不活潑的，它與活性染料及其他染料一樣，只是一種吸附關(guān)系，不可能產(chǎn)生牢固的化學(xué)結(jié)合，只有當(dāng)纖維素纖維在堿性介質(zhì)中時(shí)，才能起共價(jià)結(jié)合。這是因?yàn)槔w維素纖維在此時(shí)形成了負(fù)離子，而其離子化濃度隨著pH的增加而增加。其反應(yīng)性如下：
活性染料的染色過(guò)程包括3個(gè)步驟：
①染料上染，吸附到纖維表面，向內(nèi)部擴(kuò)散；
②固色，染料和纖維發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成共價(jià)鍵結(jié)合；
③水洗后處理，將未固著的浮色染料和水解染料從纖維上洗去。
3.1 選用正確的染料
染色牢度與染料的結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，選用染料考慮：
①染料和纖維間反應(yīng)性強(qiáng)；
②固色率高；
③對(duì)酸堿穩(wěn)定性要好；
④染料-纖維共價(jià)鍵的鍵能要高，化學(xué)穩(wěn)定性要好，不易發(fā)生斷鍵；
⑤抗氧化劑和還原劑能力要好；
⑥拼色染料的相容性和配伍性要好。
3.2 選擇正確的染色工藝
染色工藝對(duì)染色色牢度影響很大，選擇染色工藝可以從一下幾方面考慮：
a．①盡量采用較高溫度染色，如采用中溫型染料（KN型）染色，染色溫度可以從60~65℃提高到75~80℃，后降至60~65℃，加堿固色；
②采用低溫弱堿固色；
③固色溫度一般為60~65℃；
④固色劑采用單一純堿；
⑤pH穩(wěn)定在11左右；
⑥純堿分次加入；
⑦采用正確的水洗，皂洗工藝，皂洗的目的是去除浮色，水洗的目的是去除纖維上殘留的堿劑。水洗、皂洗要防止已健合的染料發(fā)生斷裂，水解，從纖維上脫落下來(lái)。
為此，要注意以下幾點(diǎn)：皂洗前須用清水洗，選用洗滌能力、分散能力、乳化能力和攜污能力好的皂洗劑，必須在較高溫度(90℃)，中性條件下皂洗。
b.針對(duì)特殊的活性翠蘭染料，在鹽的條件下加速水解，R艷蘭直接性大，對(duì)堿非常敏感，針對(duì)這兩個(gè)特殊染料給出了特殊的染色工藝，區(qū)別于常規(guī)KN型染料，針對(duì)特殊的翠蘭和艷蘭推出了不同的染色升溫曲線和加入鹽堿的過(guò)程，避免產(chǎn)生色花和提高重現(xiàn)性非常有必要。
活性染料染色固色后，雖然與纖維形成共價(jià)鍵結(jié)合，但在纖維上，特別是纖維內(nèi)孔道中存在或多或少的未固著的染料。另外在應(yīng)用階段，纖維中的染料還可能發(fā)生斷鍵，形成水解染料，在潮濕狀態(tài)下，這些染料會(huì)從纖維中擴(kuò)散出來(lái)，引起解吸，降低色牢度，特別是一些深色產(chǎn)品更為明顯。為此，在活性染料染色后或經(jīng)過(guò)充分水洗后，再用一些固色劑處理棉織物，進(jìn)行固色處理。
4.1 固色劑要求
①環(huán)保，對(duì)于環(huán)境無(wú)污染；
②經(jīng)固色劑固色后，能全面提升各項(xiàng)色牢度，包括皂洗牢度、干濕磨牢度和酸堿汗?jié)n牢度等；
③經(jīng)固色劑固色后，色變要小，不影響織物的色光，對(duì)手感影響小，便于生產(chǎn)控制；
④固色劑要求安全性，不含毒，在儲(chǔ)存和使用過(guò)程中不產(chǎn)生有毒和有害物質(zhì)。
4.2 固色機(jī)理
①利用無(wú)甲醛固色劑分子中的陽(yáng)離子基團(tuán)和染料分子中的陰離子基團(tuán)形成離子鍵結(jié)合，形成沉淀在纖維上，從而降低染料的水溶性，提高染色織物的皂洗牢度、白底沾色牢度，固色劑分子的陽(yáng)離子基團(tuán)越多，陽(yáng)離子性越強(qiáng)，則其固色后織物的皂洗牢度越好。
②利用固色劑成膜性能，形成一層牢固的膜，將染料牢固的包覆在纖維表面，從而達(dá)到提高染色織物牢度，特別是摩擦牢度。
③利用固色劑與纖維、染料間的分子間引力來(lái)增加固色劑的固著強(qiáng)度，從而提高染色牢度。
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