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涂層機(jī)、定型機(jī)、地毯機(jī)專業(yè)生成廠家無錫前洲興華機(jī)械2022年12月29日訊  采用液體分散染料對滌綸進(jìn)行染色，優(yōu)化了染色工藝，并考察了不同水洗工序?qū)θ旧椢锷味鹊挠绊?。結(jié)果表明，液體分散染料藍(lán)79在添加適量勻染劑、弱酸條件下，130℃保溫染色10～40 min，可獲得較好的染色性能。與粉狀分散染料染色相比，液體分散染料的染色保溫時(shí)間短；染色后的染色殘液COD值低；即使染深色織物（染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)5.0%），也可以不經(jīng)還原清洗，其染色織物耐摩擦色牢度達(dá)4～5級，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

作者：袁秋曉 姜建堂

前  言

滌綸纖維目前已成為發(fā)展速度最快、產(chǎn)量最高的合成纖維，被廣泛應(yīng)用于紡織服裝面料。分散染料是滌綸織物染色加工中最重要的染料。分散染料按照劑型可以分為固體（粉狀、顆粒狀）染料和液體染料，市售分散染料大都呈粉狀。傳統(tǒng)的商品粉狀分散染料在染色應(yīng)用時(shí)，由于染料中存在大量的分散劑，染色時(shí)染浴中大量分散劑吸附在滌綸纖維表面而增溶染料形成浮色，需要經(jīng)過還原清洗等的多道水洗來去除浮色，以提高色牢度。水洗后排出大量色度高、含有氫氧化鈉和保險(xiǎn)粉的印染廢水，導(dǎo)致水洗廢水的COD值顯著上升，增加了后續(xù)水處理負(fù)擔(dān)。

采用染料上染率高、染化料使用量低和水洗少的染色工藝是減少廢水污染源和污染物排放，達(dá)到清潔生產(chǎn)的有效途徑之一。隨著優(yōu)質(zhì)分散劑的合成和精細(xì)化納米研磨技術(shù)的提高，液體分散染料制備及在印染中的應(yīng)用已成為研究熱點(diǎn)。液體分散染料在制備過程中無需噴霧干燥，從染料制備過程實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排。減少分散劑使用量，可以減少分散染料使用（染色和印花）時(shí)分散劑對染料上染率的不良影響。液體分散染料在滌綸免水洗印花和連續(xù)軋染免還原清洗工藝中得到了較好的應(yīng)用。酈少奇等人自制氟硅改性聚丙烯酸酯乳液并應(yīng)用于液體分散染料免水洗印花，耐濕摩擦色牢度達(dá)到3～4級。夏冬采用液體分散染料，組合自制勻染劑對滌綸厚重絨類織物進(jìn)行連續(xù)軋染染色，無需還原清洗，染色深度、色牢度均達(dá)到要求。張德舜等人采用自制的液體分散藍(lán)291對薄型滌綸織物進(jìn)行連續(xù)軋染，對比粉狀分散染料，其染色織物獲得較高K/S值、良好的勻染性和優(yōu)良的耐摩擦色牢度，且熱水洗后水洗殘液色度較低。羅永平等人采用自制液體分散黑MP和防水劑對薄型滌綸織物進(jìn)行防水與染色一步法加工，其耐摩擦色牢度達(dá)5級，熱水洗殘液色度僅為粉狀分散黑ECT的117～l/8，是一種短流程低能耗的印染加工工藝。

考慮到分散染料高溫高壓染色是目前滌綸織物主流染色方式，本試驗(yàn)采用液體分散染料藍(lán)79對滌綸織物進(jìn)行浸染染色，考察液體分散染料對滌綸織物的高溫高壓染色適應(yīng)性和特性，研究勻染劑質(zhì)量濃度、pH、 染色溫度和染色保溫時(shí)間對上染率、勻染性的影響，考察了染色殘液COD值。試驗(yàn)還設(shè)計(jì)了三種水洗方式， 測定不同方式水洗后染色織物的KIS值和色牢度，并與粉狀分散藍(lán)79進(jìn)行比較。

01

試驗(yàn)部分

1.1織物、試劑及儀器

織物滌綸針織物(156 g/m²)
試劑液體分散藍(lán)79(自制),粉狀分散藍(lán)79(工業(yè)級,浙江龍盛染料化工有限公司),勻染劑MP(工業(yè)級，諸暨市悅洲新型材料有限公司),氫氧化鈉、乙酸,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)(分析純,杭州高晶精細(xì)化工有限公司),連二亞硫酸鈉(分析純,無錫市展望化工試劑有限公司)

儀器DYE-24型可調(diào)向式打色機(jī)(上海千力自動(dòng)化設(shè)備有限公司),SHY-2A型數(shù)顯水浴恒溫振蕩器(常州普天儀器制造有限公司),LH-25型智能多參數(shù)消解儀、5B-1F型COD快速測定儀(北京連華永興科技發(fā)展有限公司), Lambda 35型紫外可見分光光度計(jì)(美國珀金埃爾默公司),60O型測色配色儀(美國Datacolor公司),Model670摩擦色牢度儀(英國James H & Hea'公w)

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1間歇式浸染高溫染色工藝

工藝流程：配制染液（2.0%液體分散染料，適量勻染劑MP和醋酸，浴比1：20，起始溫度40℃）→升溫（以2℃/min升至130℃）→130屯保溫染色→降溫（以3℃/min降至80℃）

1.2.2水洗工序

(1)水洗工藝1:還原清洗(2 g/L NaOH ,2 g/LNagS.O:)→熱水洗(80 ℃,15 min)→冷水洗
(2)水洗工藝2:熱水洗(80 ℃ , 15 min)→熱水洗(80 ℃,15 min)→冷水洗
(3)水洗工藝3:熱水洗(80 ℃,15 min)→冷水洗

以上水洗工藝中，浴比均為1:20。

1.3測試方法

(1)染色不勻度

在600型測色配色儀上測試其在最大吸收波長下的K/S值，測試條件為D65光源，1O。視角，布樣折疊4層，測10次，取平均值，并按計(jì)算染色布樣的不勻度Ueo Ue以越小，表明織物勻染性越好。

(2)上染率

在Lambda 35型紫外可見分光光度計(jì)上測試染色殘液的吸光度，并按式(1)計(jì)算上染率：

式中：D1為分散染料染色tmin后的上染率；Ao為染色母液在最大吸收波長下的吸光度；A1為染色tmin后殘液在最大吸收波長下的吸光度。

(3)耐摩擦色牢度

根據(jù)CB/T 3920-2008《紡織品色牢度試驗(yàn)?zāi)湍Σ辽味取窚y試。

(4)COD值

根據(jù)HJ 828-2017<水質(zhì)化學(xué)需氧量的測定重鉻酸鹽法》測定染色殘液的COD值。

02

結(jié)果與討論

2.1液體分散染料的染色工藝優(yōu)化

2.1.1勻染刺MP質(zhì)量濃度

分散染料快速上染滌綸主要發(fā)生在110～130℃溫度段，因此，試驗(yàn)測定了不同質(zhì)量濃度勻染劑MP在染色40～50 min內(nèi)（此階段染色溫度為120～130℃）的上染率和K/S值，結(jié)果見圖1和表l。

表1勻染劑MP質(zhì)量濃度對染色織物KIS值和Ue的影響

從表1可以看出，勻染劑的加入對)K/S值影響不大，當(dāng)勻染劑質(zhì)量濃度為2.0 g/L時(shí)，染色織物的K/S值才稍有降低。未添加勻染劑的染色織物，染色不勻度較高，為2.71；當(dāng)勻染劑MP質(zhì)量濃度為0.5 g/L時(shí)，染色不勻度為1.59；進(jìn)一步增大勻染劑用量，染色不勻度變化不大。

圖1勻染劑MP質(zhì)量濃度對液體分散染料上染率的影響

從圖1可以看出，在染色時(shí)間40～50 min內(nèi)（染色溫度在120～130℃階段）.未加勻染劑的上染率增加了70.51%：當(dāng)勻染劑MP質(zhì)量濃度分別為0.5、1.0、1.5和2.0 g/L時(shí)，其上染率分別增加了63.45%、54.72%、 50.93%和47.66%，說明加入勻染劑可以降低染料在此階段的上染速率，有助于染色均勻性。

上述結(jié)果說明添加勻染劑可以減緩上染速率，以達(dá)到勻染的效果，但過多的勻染劑會降低上染率和染色織物K/S值。

2.1.2 pH

采用醋酸調(diào)節(jié)染液pH，研究pH對滌綸染色織物躺值的影響，結(jié)果見圖2。

圖2 pH對滌綸染色織物K/S值的影響

從圖2可以看出，隨著pH的升高，染色滌綸織物的K/S值先增大后減小。當(dāng)pH為5～6時(shí)，K/S值較高；當(dāng)pH≥7，染色滌綸織物的K/S值降低，說明弱酸性染浴有利于染料的上染，這可能是因?yàn)槿跛嵝杂欣诜稚⑷玖先芙?，從而有利于上染滌綸纖維。

2.1.3染色溫度

染色溫度對染色滌綸織物K/S值的影響見圖3。

圖3染色溫度對染色滌綸織物K/S值的影響

從圖3可以看出，隨著染色溫度的升高，染色滌綸織物的K/S值增加，在130℃時(shí)，達(dá)得最大值，說明高溫染色有利于滌綸染色織物K/S值的提高。這是因?yàn)殡S著染色溫度的升高，染料溶解性增加，加速了染料在滌綸上的擴(kuò)散和吸附。同時(shí)，染色溫度遠(yuǎn)離滌綸纖維玻璃化溫度，無定形區(qū)滌綸纖維分子的運(yùn)動(dòng)增加，產(chǎn)生的瞬時(shí)空隙也變大，加速了染料在聚酯上的擴(kuò)散和吸附。綜上所述，液體分散染料藍(lán)79適宜的染色溫度為130℃。

2.1.4染色保溫時(shí)間

在實(shí)際生產(chǎn)中，染料用量越低其達(dá)到染色平衡所需時(shí)間越短。試驗(yàn)探究了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)下液體分散染料的染色保溫時(shí)間對染色性能的影響，結(jié)果見圖4。

圖4染色保溫時(shí)間對液體分散染料染色性能的影響

由圖4可以看出，隨著染色保溫時(shí)間的延長，上染率與染色K/S值逐漸增加，染色不勻度逐漸減少，但是不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的液體分散染料，需要不同的染色保溫時(shí)間來實(shí)現(xiàn)比較理想的上染。當(dāng)染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5% 時(shí)，最佳染色保溫時(shí)間為10 min；當(dāng)染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為2.0%時(shí)，最佳染色保溫時(shí)間為20 min；當(dāng)染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5.0%時(shí)，最佳染色保溫時(shí)間為40 min。相較傳統(tǒng)粉狀分散染料染色保溫時(shí)間( 30～60 min)，使用液體分散染料不僅提高了生產(chǎn)效率，也減少了生產(chǎn)所需的能耗。

2.1.5水洗工藝

采用1.2.2節(jié)三種水洗工藝對染色滌綸織物分別進(jìn)行水洗，并測試不同水洗工序后染色滌綸織物的K/S值和色牢度，并與傳統(tǒng)粉狀分散染料染色滌綸織物進(jìn)行比較，結(jié)果見表2。

表2不同分散染料染色滌綸織物水洗后的耐摩擦色牢度

從表2可以看出，水洗工序1對染色滌綸樣品K/S值的影響比水洗工序(2)和(3)略大，這是因?yàn)槿旧椢锝?jīng)過水洗工序1中還原清洗和80℃高溫水洗后，去除了部分浮色，染料發(fā)生重結(jié)晶，相對其他水洗工藝更徹底，并改善了染色織物的色光，提高了K/S值。從表2還可以看出，當(dāng)染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%時(shí)，無論采用何種水洗工序，兩種分散染料染色后滌綸織物的耐干／濕摩擦色牢度均為5級，這是因?yàn)槿玖嫌昧啃。旧椢锉砻娴母∩伲蚨垂に噷ζ淙旧味扔绊懶?。隨著液體分散染料用量的增加，經(jīng)水洗工序(2)、(3)處理的織物耐摩擦色牢度較水洗工序(1)處理織物略低，可滿足服用要求，說明使用液體分散染料染色可以實(shí)現(xiàn)免還原清洗。

2.2染色殘液對比

分別收集了染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.5%、2.0%、5.O%的染色殘液，其顏色和COD值見罔5和表3。

圖5不同染料質(zhì)量分?jǐn)?shù)的染色殘液

從圖5可以看出，液體分散染料染色后的殘液色度低，透過率高。

表3液體分散染料和粉狀分散染料染色殘液的COD值

由表3可知，隨著染料用量的增加，液體和粉狀分散染料的染色殘液COD值均呈現(xiàn)明顯增加的趨勢。相同的染料用量下，粉狀分散染料染色殘液COD值均比液體分散染料染色殘液高，且超過2倍。這可能是因?yàn)樵谌玖现苽溥^程中，液體分散染料所添加的分散劑遠(yuǎn)少于粉狀分散染料。粉狀分散染料中大量的分散劑會增大殘液的COD值，另外，在染浴中大量分散劑的存在下，染料上染纖維的能力下降，也增高了染色殘液的COD值。因此，使用液體分散染料染色可以從源頭上降低染色殘液的COD值，減輕后續(xù)染色廢水處理的負(fù)擔(dān)。

03

結(jié)論

1、適量勻染劑的加入有利于提高勻染性，但加入過多會引起上染率和K/s值降低。

2、液體分散染料藍(lán)97在添加適量勻染劑、弱酸條件下，130 0C染色10～40 min，滌綸織物有較好的染色性能。其染色保溫時(shí)間可以根據(jù)染料用量進(jìn)行調(diào)整。相較傳統(tǒng)粉狀分散染料染色保溫時(shí)間( 30～60 min)，使用液體分散染料不僅提高了生產(chǎn)效率，也減少了生產(chǎn)所需的能耗。

3、與粉狀分散染料的染色殘液COD值相比，液體分散染的染色殘液COD值大大降低。

4、液體分散染料染色織物耐摩擦色牢度比粉狀分散染料的好，深色織物免還原清洗工序的耐摩擦色牢度可達(dá)4～5級，可實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。

參考文獻(xiàn)：省略

印染人整理自《印染》雜志（2022 No.1）

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