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家居常识|表面活性剂在真丝绸染色中的应用
2017-05-09  浏览:93
饰品之家讯:一、真丝织物染色(一)染料真丝蛋白质纤维染色,一般使用弱酸染料、直接染料、中性染料和活性染料,其中酸性染料、直接染料是主要类型,中性染料次之,活性染料便用量很少,三者皆属阴离子染料。另外,在极少数场合下,使用碱性阳离子染料,以填补色谱中特别鲜艳的加工要求。表面活性剂在染色中的应用,即是它与染料,纤维相互作用关系的工艺实施。

(二)染色原理简释1、染色过程染色过程基本上可分为吸附,扩散渗透,固着三个阶段:①先是染料分子很快吸附于纤维表面,逐渐达到吸附平衡,这一时间与亲和力、染液浓度、电介质、表面活性剂的加入有关。②随着温度的升高,时间的延长,染浴水溶液中的纤维膨化溶胀,表面的染料向浓度低的纤维内部渗透,扩散,按菲克扩散定律,染浴中的染料不断补充到纤维表面,最终超向浓度的动态平衡。③在纤维表面和内部空隙的染料凭藉离子键、共价键、分子间的范德华力和氢键实行牢固的结合。实际上这三个过程是同时进行的,其间的机理是十分复杂的,表面活性剂、助剂的参与将加速,延缓或强化、削弱这三个过程。

2、实现均匀染色的基本条件染色工程追求和实现的目标是均匀染色,消除染色产品的色花、色柳、色差。为此,染色工程必须保证下述基本条件:①从染色开始,纤维与染液必须有良好的接触,这就必须使用润湿渗透剂。②纤维表面应当具有均匀的吸附性能。③尽量减少染浴中的温度梯度和染料的浓度梯度,达到温度和染料浓度的均匀一致。④加入化学助剂和表面活性剂,降低纤维吸附染料的速率,减缓吸附有利于匀染。⑤拼色染料要有良好的相容性,各组分应有相似的亲和力,吸附和扩散性能。

3、表面活性剂的匀染性能表面活性剂在染色中可起到相当广泛的作用,但最主要是匀染作用。匀染作用包括缓染和移染:①减缓染料的上染速率,以利于染色均匀尤其在染色一开始(“瞬染”)就使纤维表面均匀吸附染料。②可以纠正纤维表面染料吸附不均匀。

(三)表面活性剂与丝纤维和染料的相互作用根据染色理论化学和表面活性剂物理化学原理,表面活性剂在染色中作为染色助剂应用,大致可以从以下三个方面稍加讨论。

1、以表面活性剂为基础的作用①表面活性剂的参与,使染液的表面张力显著降低,使纤维表面的润湿面大为减少,从而促使染料溶解时纤维润湿和向内部渗透,加快染色过程,缩短染色时间。在蚕丝织物染色时,平平加O、JFC、太古油、胰加漂T的加入都起到这一作用。②对不溶或难溶的分散染料,偶氮染料等染色时,表面活性剂的加入使染料充分分散和增溶,对染色的顺利完成起着十分重要的作用。对真丝织物用中性染料、酸性染料染色时,低温下染料往往不易充分分散而形成聚结体,此时需依赖分散力强的表面活性剂。③非离子表面活性剂的浊点低,对染色不利,但加入阴离子型表面活性剂会使浊点升至100℃以上。④染浴中泡沫的产生,是表面活性剂在染色中的负作用。

2、表面活性剂与丝纤维的作用上染初期,对纤维亲和力强的表面活性剂,与带有同种电荷的染料竞争纤维的染座,由于这类表面活性剂对纤维的亲和力大于染料对纤维的亲和力,故能被优先吸附,阻碍了染料与纤维的结合,延缓了染料的上染,降低了平衡吸附量,使得染料上染分布均匀。然后,在染色过程中随着温度升高,染料分子的亲和力增加,不断将纤维染座上的表面活性剂分子置换下去,直到纤维均匀上染。这种亲纤维的匀染剂,具有缓染作用,被冠以亲纤维性的无色染料的谐名。

这种匀染剂是与染料带有同种电荷的表面活性剂。

在酸性浴染色时,蚕丝的氨基都能吸附带负电荷的酸性,中性、直接染料和阴离子表面活性剂。这时,阴离子表面活性剂和染料按其亲和力大小竞争染色座,当阴离子表面活性剂有较大亲和力时,纤维吸附染料的速率减缓,就降低了阴离子染料的上染速率,作为缓染剂起到了缓染作用,这对于初期上染速率大的中性染料,就十分有意义。但在弱酸性及中性条件下,如果阴离子表面活性剂对蚕丝的亲和力太强或加入量过多,则染浴中留的染料就过多,太不经济,因而往往在高温时,加入中性盐(如食盐、元明粉)以促染,最终即达到染色均匀,又尽量利用染料。在蚕丝染色中,太古油、胰加漂T,烷基苯磺酸钠,烷基硫酸酯盐、脂肪酸钠、萘磺酸甲醛缩合物等阴离子表面活性剂,都有较强缓染作用。

一般亲纤维性的匀染剂只具有缓染作用,没有移染能力。

选择缓染剂应该注意到与纤维的亲和力及其在纤维中的扩散系数,应与对应染料有相似的数量级,否则,被纤维吸附的缓染剂过分强烈的与染料争夺染座,易出现白斑。

3、表面活性剂与染料的相互作用如阴离子染料染蚕丝纤维时,加入非离子或阳离子表面活性剂,分别有不同的表现:①非离子表面活性剂对染料有一定亲和性,相互作用形成亲水性的结合体,能将染料从纤维拉入水液中;②阳离子表面活性剂与阴离子染料互相作用形成另一种疏水性结合体而沉淀。这里两类表面活性剂都是亲染料的,与纤维竞相吸附染料能将染料从纤维拉向溶液,即有移染作用,有人将这种情况下的表面活性剂称为“液体纤维”。

①非离子表面活性剂与阴离子染料的相互作用非离子表面活性剂与D—SO3-存在着相当复杂的作用。疏水基之间的相互作用力有范德华力、氢键,业已证明还有在一种“疏水结合”的热力学作用力,二个疏水基的结合使体系趋向稳定。这种大分子结合体的二个亲水基都朝外,更增加溶解性,实际上也使非离子表面活性剂的浊点。

非离子表面活性剂与阴离子染料疏水基之间的相互作用规律是:

⑴亲和力随烷基链长碳数的增加而增大,随环氧乙烷加成数的增大而减少。

⑵非离子表面活性剂与阴离子染料之间作用的另一种观点是染料分子与表面活性剂的亲水基团聚氧乙烯链之间的氢键缔合作用。亦有证明,这种作用随着聚氧乙烯键的增长而加强。事实上,非离子表面活性剂往往扮演双重角色,即有缓染性,又有移染性,究竟是亲染料还是亲纤维更多些?这与染料、染浴性质和活性剂本身结构特点有关。

据研究报导,非离子表面活性剂可以降低一氢均三嗪活性染料的水解度。也可能是形成了染料—表面活性剂的相互作用。

②离子型染料与相反电荷的离子型表面活性剂的相互作用。

这种情况是亲水基相互作用以离子键合形成对抗性沉淀,但是只要有过量的阴离子表面活性剂或非离子表面活性剂的作用,沉淀可在胶团中增溶、分散。如中性染料和有的酸性染料对丝纤维亲和力大、上染速率快,易染花,加入对染料亲和力大的非离子表面活性剂或阴离子表面活性剂可达匀染,环氧乙烷加成数大的脂肪醇型非离子表面活性剂往往是有效的。

在阴离子染料染色时,使用带有聚氧化乙烯的两性离子表面活性剂可能比阴离子表面活性剂有更好的效果。据称,AIBEGALB属于这一类型,最适用于染羊毛,它代表了染色匀染剂发展新趋势。Lanasol活性染料,如果没有它难以得到满意染色。有作者推荐了下述类型:

二、真丝织物染色对表面活性剂助剂的要求为获得染色相当均匀、色光纯正艳亮、无色花、色柳、色差病疵,无灰伤的高档次染色绸,所开发使用的各种染色助剂必须具备相当全面的性能。这些各种功能的助剂,可以是性能特异的单一表面活性剂品种,又可以是一种表面活性剂具有多种突出功能,也可是数种表面活性剂加成增效剂,发挥其协同效能,具体的功能要求有以下几点:

1、润湿渗透性蚕丝虽然是亲水性纤维,染色时还需要加入润湿渗透剂,以加快染料均匀吸附,缩短染色时间,避免长时间高温造成纤维灰伤。尤其是对于组织紧密的厚重织物,染液润湿渗透较困难,容易染花,加入优良的润湿剂就十分必要。

2、钙皂分散力 阴离子染料染色时,有的厂家使用硬水,带有大量钙、镁离子,会产生不良影响,因此加入的匀染剂,必须有优良的钙皂分散力。

3、染料分散力对酸性、直接染料,尤其是中性染料十分重要。在低、中温下,染料易缔合凝聚成染料团,如没有分散力强的助剂,势必出现染斑。

4、起泡性低染浴在织物的搅动中如果大量起泡且泡沫不易消除,对染色极为有害,织物可能浮在表面不易下沉,且容易缠结,不能得到均匀染色;泡沫表面染料、助剂富集,织物易得花斑。因此,消泡是染色的必要措施,最好是匀染剂组分的起泡力小,这样可以节省消泡剂。

5、浊点染浴加入的非离子表面活性剂和有机物必须有较高的浊点,阴离子染料和阴离子表面活性剂的存在,虽然能使浊点提高相当数量值,但在高温时加入中性盐,又会使浊点降低一些,在交互作用的结果,至少必须使得非离子表面活性剂的浊点高于染色最高温度98℃,否则易于析出减效,甚至与染料凝聚吸附于绸面形成色点。

6、对染料的色光影响各种表面活性剂都会与染料有一定作用,它与染料的结合体,会使发色基团的波长在紫外光谱上有所改变,从而影响色光的纯正。有的阴离子表面活性剂使色光灰暗,阳离子表面活性剂往往使色相有所改变,在选择匀染剂组分时要谨慎。

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